электромеханических и магнитострикционных фильтров и резонаторов, линии задержки. Их используют также в качестве чувствительных элементов магнитоупругих преобразователей, применяемых в устройствах автоматики и измерительной техники.
5.8. Магнитотвердые материалы
5.8.1.Основные характеристики магнитотвердых материалов
Основными характеристиками магнитотвердых материалов являются:
•максимальная магнитная энергия Эmax, кДж/м3;
•коэрцитивная сила Нс, кА/м;
•остаточная индукция Br, Тл;
•коэффициент выпуклости ηв, характеризующий форму кривой размагничивания (ηв < 1).
Чем больше Нс, Br и ближе ηв к единице, тем выше максимальная энергия магнита.
Чтобы получить высокую коэрцитивную силу Нс, необходимо затруднить процесс размагничивания. Наиболее эффективный способ - создать в сплаве после термообработки структуру с однодоменными неравноосными удлиненными частицами (l1/l2 ≥ 20) сильномагнитной фазы в слабомагнитной матрице. В таких сплавах размагничивание путем вращения векторов намагниченности ферромагнитных включений затруднено.
Магнитные цепи с постоянными магнитами должны быть разомкнутыми, т.е. иметь рабочий воздушный зазор. Магнитный поток в зазоре возникает после предварительного намагничивания материала в сильном магнитном поле. Свойства магнитотвердых материалов характеризуются кривой размагничивания, которая является участком предельной гистерезисной петли (рис. 59). При наличии зазора за счет свободных полюсов создается внутреннее размагничивающее поле Н, которое уменьшает индукцию внутри магнита до значения В. Положение рабочей точки, характеризующей состояние магнитного материала, зависит от величины зазора.
174
Рис. 59. Схема постоянного магнита (а), кривые размагничивания (1) и магнитной энергии (2) в воздушном зазоре постоянного магнита (б)
При отсутствии внешнего магнитного поля микроскопические токи отсутствуют. В соответствии с законом полного тока
∫Hdl = 0.
Это справедливо для любого контура интегрирования, в частности, вдоль пути по всей оси магнита. Отсюда следует, что
Н lм − Но lo = 0 ,
где lм и lо - длины магнита и воздушного зазора соответственно; Но - напряженность магнитного поля в зазоре.
Важнейшее требование к постоянному магниту - наличие максимальной удельной энергии Эо в рабочем зазоре:
Эо = Во 2Но .
Пренебрегая потоком рассеяния и учитывая, что магнитная индукция непрерывна, запишем
B Sм = Во Sо .
Следовательно,
Э= В2Н . 175