№14 Дәріс конспектісі

Дәріс тақырыбы: Магнитті жұмсақ материалдар.

Магнитті-жұмсақ материалдар. Магнитті-жұмсақ материалдар, жоғары магнитті өтімділікке, аз ғана коэрцитивті күшке және аз гистерезис шығынына ие бола отырып трансформаторлардың, электромагниттердің өзекшелері ретінде, өлшеу аспабтарында және энегрияныі аз ғана шығыны кезінде үлкен индукцияға жетуді қажет ететін жағдайларда қолданылады. Трансформаторларда ұйытқы тоқтарына шығынды азйту үшін жоғарылатылған меншікті кедергісі бар магнитті-жұмсақ материалдар қолданылады, біб бірінен жеке жеке оқшауланған жіңішке беттерден жиналған магнитөткізгіштер қолданылады.

Темір (төменгікөміртекті болат). Техникалық таза темір құрамында аз ғана көміртегінің, күкірттің, марганецтің, кремнийдің және басқа да оның магнит қасиеттерін нашарлататын элементтер бар. Салыстырмалы төмен меншікті кедергісі арқасында техникалық таза темір өте сирек қолданылады, негізінде тұрақты магнит ағынының магнитөткізгіші үшін. Техникалық таза темір мартен пештерде немесе конверторларда шойынды рафинациялау жолымен жасалынады және қоспалардың суммалық құрамы 0,08—0,1 % дейін жетеді. Шет елдерде мұндай материал «армко-темір» деген атпен таныс.

Төменкөміртекті электротехникалық беттік болат — техникалық таза темірдің бір түрі, 0,2—4 мм қалыңдықты беттер түрәнде шығарылады, құрамында 0,04 % артық емес көміртегі және 0,6 % артық басқа қоспалар бар. Әртүрлі маркілері үшін магнитті өтімділіктің максимум мәні — 350 4500 дан кем емес, коэрцитивті күш — соған сәйке 100—65 А/м көп емес. Өте таза темір құрамында 0,05% кем қоспалар бар:

1) электролитикалық темір – күкіртқышқылды немесе хлорлы темір ерітінді электролизімен дайындайды, және де анод ретінде ­­­­- таза темір, ал катод ретінде – жұмсақ болат пластинасы қызмет атқарады. Катодқа кигізілген темір (қабат қалыңдығы 4-6 мм) тиянақты жуғаннан кейін шешіп алып шарлы диірменде ұнтақтайды, содан кейін вакуумда күйдіреді немесе қайта балқытады.

2) карбонилды темір – келесі теңдеуге сәйкес темір пентакарбонилді термиялық жіктеу жолымен алады

Fe(CO)₅=Fe+5CO.

Темірдің пентакарбонилі 200⁰C температура және 15 МПа-ға жуық қысым кезінде темірге көміртегі окисі әсерімен алынатын сұйықты көрсетеді. Карбонильді темір жіңішке ұнтақ түріне ие, ол престелген жоғарғыжиілікті магнитті өзекшелерді дайындау үшін өте ыңғайлы.

Беттік электротехникалық болат - массалық қолданыстағы негізгі магнитті-жұмсақ материал. Құрамындағы кремний меншікті кедергіні көтереді және ұйытқы тоқтар мен гистеризисқа шығынды төмендетеді. Бұдан- да басқа болаттағы кремни, графит түріндегі көміртегінің бөлінуіне мумкіндік етеді, және де болаттың толық қышлдануына да әрекет етеді. Бұл жағдай μ_Н –дің өсуіне , Н_С-дің төмендеуіне және гистерезисқа шығынның азаюына алып келеді.Құрамында 4% кремний болған кезде болаттың механикалық қасиеті жеткілікті болады, бірақ кремнии құрамы 5% жоғары болса болат мортты бола бастайды.

Пермоллой. Бұл темірникельді құйма, әлсіз өрістер облысында жеткілікті үлкен магнитті өтімділікке ие, бұл жағдай оларда анизотпропия мен магнитострикциялардың болмауымен байланысқан. Пермоллойды жоғарғыникельді және төменгіникельді деп екіге бөледі. Жоғарғыникельді пермоллой құрамында 72-80% Ni, төменгіникельді пермоллой құрамында 40-50% Ni бар.

Пермоллойдың сипаттамалары. Негізгі магнитті қасиеттері мен темір-никель құймаларының меншікті кедергілерінің никель құрамасынан тәуелділігі 14.1 суретте көрсетілген. Магнитті өтімділіктің максималды мәніне құрамында 78,5% Ni бар пермоллой ие болады. Әлсіз өрістерде пермоллойдың өте жеңіл магниттелуін оларда анизотропияның болмауымен түсіндіруге болады. Пермоллойдың магнитті қасиеттері сыртқы механикалық кернеулерге өте сезімтал, ол құйманың химиялық құрамы мен бөтен қоспалардың болуынан тәуелді, сондай-ақ материалдың термоөңдеу режимдеріне байланысты өте курт өзгереді (темратурадан, қызу және салқындату жылдамдығынан, қоршаған ортаның құрамынан және т.б.). Жоғарғыникельді пермоллойды термиялық өңдеу томендіникельділерге қарағанда едәуір күрделірек. 14.1 суретте көрсетілгендей жоғарғыникельді пермоллойдың қанығу индукциясы электротехникалық болатқа қарағанда екі есе төмен, ал төменгіникельді пермоллойға қарағанда біржарым есе төмен.

Негізгі әдебиет 1. [310-346].

Қосымша әдебиет 2. [352-396].

Бақылау сұрақтары:

1. Материалдардың магнитті қасиеттері жайлы жалпы мәліметтер.

2. Магнитті-жұмсақ материалдар.

3. Магнитті-қатты материалдар.