
- •Новые материалы в металлургии
- •Содержание
- •Раздел 1. Материалы в современной технике
- •Раздел 2.Магнитные материалы
- •6.1 Общие сведения
- •7.1 Общие сведения
- •11.1 Общие сведения
- •Новые конструкционные материалы и область их применения
- •Классификация конструкционных материалов
- •Основные магнитные характеристики материалов
- •Магнитный гистерезис
- •Магнитомягкие материалы
- •Кремнистая электротехническая сталь
- •Сплавы с высокой начальной магнитной проницаемостью
- •Магнитодиэлектрики
- •Ферриты
- •Магнитотвердые материалы
- •Углеродистые и легированные стали мартенситной структуры
- •Литые высококоэрцитивные сплавы
- •Металлокерамические и металлопластические магниты
- •Магнитотвердые ферриты
- •Пластически деформируемые сплавы
- •Сплавы на основе редкоземельных элементов
- •Сплавы для магнитных носителей информации
- •Парамагнитные материалы
- •Проводниковые металлы и сплавы
- •Сверхпроводимость
- •Сверхпроводящие материалы и технология их производства
- •Перспектива использования сверхпроводящих материалов
- •Стали и сплавы с высоким омическим сопротивлением
- •Сплавы с особыми тепловыми и упругими свойствами (Общие сведения)
- •Сплавы с регламентируемым температурным коэффициентом линейного расширения
- •Сплавы с постоянным модулем упругости
- •Жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы
- •Жаростойкие стали
- •Критерии жаропрочности
- •Влияние структуры на жаропрочность сплавов
- •Жаропрочность сплавов цветных металлов и сталей
- •Суперсплавы
- •Коррозия и коррозионностойкие материалы. Общие сведения
- •Виды электрохимической коррозии
- •Методы защиты от коррозии
- •Коррозионностойкие стали
- •Коррозионностойкие сплавы цветных металлов
- •Хладостойкие металлы и сплавы. Общие сведения
- •Хладостойкие стали. Хладостойкость сталей климатического холода
- •Хладостойкие стали. Стали криогенной техники
- •Железоникелевые сплавы
- •Радиационно-стойкие материалы
- •Основные компоненты современного ядерного реактора
- •Радиационная повреждаемость конструкционных материалов
- •Состав и свойства реакторных материалов
- •Металлы с памятью формы. Механизм эффекта памяти формы
- •Технология производства и свойства сплавов с эффектом памяти формы
- •Применение сплавов с эффектом памяти формы
- •Порошковые материалы Общие сведения
- •Конструкционные материалы.(Конструкционные порошковые материалы)
- •Антифрикционные материалы
- •Фрикционные материалы (Порошковые фрикционные материалы)
- •Пористые фильтрующие элементы
- •Инструментальные порошковые стали
- •Карбидостали
- •Условия образования аморфной структуры
- •Методы получения аморфных металлов
- •Свойства аморфных сплавов Маркировка аморфных сплавов
- •Механические свойства сплавов
- •Свойства аморфных сплавов. Магнитные свойства
- •Свойства аморфных сплавов. Коррозионные свойства аморфных сплавов
- •Нанокристаллические сплавы
- •Основные области применения аморфных металлических материалов
- •Композиционные материалы Общая характеристика и классификация
- •Дисперсноупрочненные композиционные материалы
- •Волокнистые композиционные материалы
- •Слоистые композиты
- •Свойства и применение композиционных материалов
- •Керамическая технология и классификация керамики
- •Свойства и применение керамических материалов
- •Полимерные материалы и пластмассы Состав и строение полимеров
- •Основные свойства полимеров
- •Покрытия в машиностроении Общая характеристика покрытий и способов их нанесения
- •Металлические покрытия Цинковые покрытия
- •Металлические покрытия Алюминиевые покрытия
- •Металлические покрытия Оловянные и хромсодержащие покрытия
- •Металлические покрытия Покрытия плакированием
- •Металлические покрытия Осаждение в вакууме или из газовой фазы
- •Неметаллические покрытия Неорганические покрытия и способы их нанесения
- •Неметаллические покрытия Органические полимерные покрытия
- •Неметаллические покрытия Лакокрасочные покрытия
Основные области применения аморфных металлических материалов
Аморфные элинвары используют для изготовления сейсмодатчиков, мембран манометров, датчиков скорости, ускорения и крутящего момента; пружин часовых механизмов, весов, индикаторов часового типа и других прецизионных пружинных устройств. В ФРГ разработан сплав марки Vitrovac-0080, содержащий 78 % никеля, бор и кремний. Сплав имеет прочность при растяжении = 2000 МПа, модуль Юнга 1,5•105 МПа, плотность 8 г/см3, электросопротивление 0,9 Ом•мм2/м, предел выносливости при изгибе около 800 МПа на базе 107 циклов. Сплав рекомендуется для изготовления пружин, мембран и контактов.
Аморфные материалы используют для армирования трубок высокого давления, изготовления металлокорда шин и др. В перспективе возможно применение аморфных сплавов для изготовления маховиков. Такие маховики могут использоваться для аккумулирования энергии и покрытия пиковых нагрузок на электростанциях, для улучшения рабочих характеристик автомобилей и т. д.
АМС на основе железа применяются как материалы для сердечников высокочастотных трансформаторов различного назначения, дросселей, магнитных усилителей. Это обусловлено низкими суммарными потерями, которые в лучших АМС данного класса оказываются на порядок ниже, чем у кремнистых электротехнических сталей.
Сплавы Fe – Si – В с высоким магнитным насыщением были предложены для замены обычного кристаллического сплава Fe – Si в сердечниках трансформаторов, а также сплавов Ni – Fe с высокой магнитной проницаемостью. Отсутствие магнитокристаллической анизотропии в сочетании с довольно высоким электросопротивлением снижает потери на вихревые токи, в особенности на высоких частотах. Потери в сердечниках из разработанного в Японии аморфного сплава Fe81B13Si4C2 составляют 0,06 Вт/кг, т. е. примерно в двадцать раз ниже, чем потери в текстурованных листах трансформаторной стали. Экономия за счет снижения гистерезисных потерь энергии при использовании сплава Fe83B15Si2 вместо трансформаторных сталей составит только в США 300 млн. долл/год. Эта область применения металлических стекол имеет широкую перспективу.
Помимо чрезвычайно высокой начальной магнитной проницаемости, особенно на высоких частотах (10 кГц), а также нулевой магнитострикции металлические стекла на основе кобальта имеют высокую твердость и хорошие коррозионные характеристики, поэтому они находят применение в качестве материалов для магнитных записывающих головок. Высокие характеристики и широкое применение нашел разработанный в Японии сплав Fe5Co70Si10B15. Методом закалки в валках производят ленту толщиной 50 мкм и шириной 15 мм с прекрасным качеством обеих поверхностей (шероховатость ± 3 мкм). Вследствие высокой плотности магнитного потока и высокой износостойкости записывающие головки, изготовленные из такой ленты, имеют лучшие общие характеристики, чем ферритные головки, а также головки из пермаллоев. Эти материалы находят применение в звуко-, видео-, компьютерном и другом записывающем оборудовании.
Ленты из аморфных кобальтовых сплавов применяют в сердечниках малогабаритных высокочастотных трансформаторов различного назначения, в частности для источников вторичного питания и магнитных усилителей. Их используют в детекторах утечки тока, системах телекоммуникаций и в качестве датчиков (в том числе типа феррозондовых), для магнитных экранов и температурночувствительных датчиков, а также высокочувствительных магнитных преобразователей.Высокая прочность в сочетании с коррозионной стойкостью позволяют использовать аморфные сплавы для изготовления кабелей, работающих в контакте с морской водой, а также изделий, условия эксплуатации которых связаны с воздействием агрессивных сред.
Сочетание высокой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости, а также магнитомягких свойств обуславливает возможность и других областей применения. Например, возможно использование таких стекол в качестве индукторов в устройствах магнитной сепарации. Изделия, сплетенные из ленты, использовали в качестве магнитных экранов. Преимущество этих материалов в том, что их можно разрезать и изгибать для получения необходимой формы, не снижая при этом их магнитных характеристик.
Поскольку стекла представляют собой сильно переохлажденную жидкость, их кристаллизация при нагреве обычно происходит с сильным зародышеобразованием, что позволяет получать однородный чрезвычайно мелкозернистый металл. Такая кристаллическая фаза не может быть получена обычными методами обработки. Это открывает возможность получения специальных припоев в виде тонкой ленты. Такая лента легко изгибается, ее можно резать и подвергать штамповке для получения оптимальной конфигурации. Весьма важным для пайки является то, что лента гомогенна по составу и обеспечивает надежный контакт во всех точках изделий, подвергаемых пайке. Припои имеют высокую коррозионную стойкость. Они используются в авиационной и космической технике.
В перспективе возможно получение сверхпроводящих кабелей путем кристаллизации исходной аморфной фазы.
Известно также применение аморфных сплавов в качестве катализаторов химических реакций. Например, аморфный сплав Pd – Rh оказался катализатором для реакции разложения NaCl на NaOH и С12, а сплавы на основе железа обеспечивают больший выход (около 80 %) по сравнению с порошком железа (около 15 %) в реакции синтеза
4Н2 + 2СО = С2Н4 + 2Н2О - (12.1)
Аморфные металлы часто называют материалами будущего, что обусловлено уникальностью их свойств, не встречающихся у обычных кристаллических металлов. Сведения об основных областях применения аморфных металлических материалов содержатся в таблице 12.4.
Широкому распространению аморфных металлов препятствуют высокая себестоимость, сравнительно низкая термическая устойчивость, а также малые размеры получаемых лент, проволоки, гранул. Кроме того, применение аморфных сплавов в конструкциях ограничено из-за их низкой свариваемости.
РАЗДЕЛ 13.1 |
|