5.5.3 Магнитотвердые ферриты

Наибольшее распространение полу­чили магнитотвердые материалы на основе бариевого феррита BaFe₁₂O₁₉ (BaO-6Fe₂O₃) и кобальтового феррита CoFe₂O₄ (CoO-Fe₂O₃). Бариевые магниты обладают большой магнитной анизотропией, которая наряду с мел­козернистой структурой приводит к повышенным значениям ко­эрцитивной силы до 350 кА/м. Промышленность выпускает барие­вые магниты двух типов: изотропные (маркировка БИ) и анизотроп­ные (БА). Технология производства магнитов БИ не отличается от технологии магнитомягких ферритов.

Особенность производства магнитов БА состоит в том, что после предварительного обжига путем мокрого помола приготовляется полужидкая масса порошка бариевого феррита, которая прессует­ся в сильном магнитном поле при откачке влаги. В результате в материале создается магнитная текстура, и он становится анизо­тропным.

Бариевые магниты обладают высокой стабильностью при воздей­ствии магнитных полей, вибрации и ударного воздействия, их мож­но использовать в магнитных цепях, работающих в высокочастот­ных полях, так как сопротивление бариевых магнитов велико (до 10⁶—10⁹ Омм). Бариевые магниты не содержат дефицитных мате­риалов и примерно в 10 раз дешевле магнитов из ЮНДК.

К недостаткам бариевых магнитов нужно отнести низкую оста­точную индукцию, высокую хрупкость и твердость, а также зна­чительную зависимость магнитных свойств от температуры. Кобаль­товые ферриты более температуростабильны.

5.5.4 Сплавы на основе редкоземельных металлов

Интерметалличе­ские соединения кобальта с редкоземельными металлами (РЗМ): церием Се, самарием Sm, празеодимом Рr, лантаном La и иттри­ем Y — типа R_xCoy, где R — РЗМ обладают очень высокими зна­чениями коэрцитивной силы и магнитной энергии. Из этой группы наибольший интерес представляют соединения типа RCo₅ и R₂Co₁₇, которые обладают наибольшей магнитной анизо-тропией, значитель­ной величиной спонтанной намагниченности и высокой температурой Кюри.

Магнитные свойства сплавов приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 Магнитные свойства сплавов на основе редкоземельных металлов.

Соединение	Bг, Тл	Нс, кА/м	Wmax, кДж/м3
SmCo5	560	0.92	725
PrCo5	415	0.94	610
Sm0. 5 Pr0. 5 Co5	450-700	0.89-1.0	-

Перспективы использования таких сплавов велики. Основные недостатки сплавов — неважные механические свойства (высокая хрупкость), использование дефицитных материалов и высокая стоимость.

5.5.5 Другие магнитотвердые металлы

Кроме рассмотренных магнитотвердых материалов применяются наиболее старые материалы для постоянных магнитов — мартенситные стали, а также пласти­чески деформируемые сплавы.

Мартенситом называют особый вид микроструктуры стали, ко­торый получают при быстром ее охлаждении (закалке). Образова­ние мартенсита (200 °С), который имеет пластинчатую форму, со­провождается объемными изменениями, созданием больших внутрен­них напряжений, что приводит к появлению большой коэрцитив­ной силы. В настоящее время используются только легированные мартенситные стали, которые называются по легирующей добавке: хромовые (до 3 % Сr), вольфрамовые (до 8 % W) и кобальтовые (до 15%Со). Значение W_max для мартенситных сталей низкое и ле­жит в пределах 1…4 кДж/м³; кроме того, они имеют склонность к старению. В настоящее время эти материалы имеют ограниченное применение и используются для изготовления магнитов только в наименее ответственных случаях.

Пластически деформируемые сплавы обладают высокими меха­ническими свойствами, хорошо штампуются, режутся ножница­ми, обрабатываются на станках.

Наиболее распространенными являются сплавы кунифе (60 % Си, 20 % Ni. 20 % Fe), кунико (50 % Си, 21 % 1ЧЧ, 29 % Со. ос­тальное Fe) и викаллой (51,0…54.0 Со, 10…13 Y, остальное Fe).

Сплавы кунифе анизотропны, применяются в виде проволоки и штамповок. Сплавы кунико дороже сплавов кунифе и применяют­ся для изготовления магнитов сложной конфигурации. Викаллой применяют для изготовления мелких магнитов сложной конфигу­рации.

Магнитные характеристики для всех сплавов следующие: оста­точная индукция 0,6…0,9 Тл. коэрцитивная сила 24…57 кА/м. магнитная энергия для викаллоя 4…14 кДж/м³. кунифе 2.8…7,4 кДж/м³, кунико 3.2…4,0 кДж/м³.