15.1.1. Низкочастотные магнитомягкие материалы

Стержни (магнитопроводы) из магнитомягких материалов, при­меняемые в переменных полях, изготавливают не монолитными (из одного куска), а набирают из пластин или навивают из ленты, имею-

482

щие электроизоляционные покрытия. Это делают для увеличения электрического сопротивления стержня и тем самым уменьшают по­тери на вихревые токи. У таких стержней коэрцитивная сила, маг­нитная проницаемость и магнитные потери будут непосредственно зависеть от толщины листа (ленты): с уменьшение толщины измель­чается зерно и возрастает коэрцитивная сила и, следовательно, воз­растают потери на гистерезис; магнитная проницаемость и электро­проводность при этом уменьшаются и, следовательно, уменьшаются потери на вихревые токи.

Магнитные свойства материалов зависят не только от толщины листа, но также от частоты магнитного поля. С увеличением частоты тока потери на гистерезис возрастают пропорционально частоте в первой степени (см. формулу (14.14)), а потери на вихревые токи -пропорционально частоте во второй степени (см. (14.15)). При неко­торой частоте потери на вихревые токи начнут преобладать над поте­рями, вызванными гистерезисом, и фактически будут определять ве­личину полных магнитных потерь. Поэтому для каждого магнитного материала толщина листа (ленты) определяется частотой переменного тока, при которой работает сердечник, т.е. каждой частоте соответст­вует определенная толщина листа (ленты), при которой полные маг­нитные потери становятся минимальными. Например, лист металли­ческого магнитомягкого материала толщиной 0,3—0,5 мм применяют для стержней, работающих при частоте 50 Гц, 0,08—0,2 мм — при 400 Гц, 0,05 мм — при 1—20 кГц, 0,001 мм — при 100 кГц.

Таким образом, чтобы снизить потери на вихревые токи, необходимо применять магнитомягкие материалы с высоким удельным электриче­ским сопротивлением или увеличить сопротивление магнитного изделия (например, сердечника) путем покрытия электроизоляционным материа­лом отдельных листов (ленты), из которых его набирают (навивают). Толщина электроизоляционного покрытия составляет микромет­ры и не зависит от толщины самого листа. Например, электротехни­ческая сталь толщиной 0,35—0,5 мм имеет электроизоляционное по­крытие толщиной 2—5 мкм, а микронные магнитные ленты — примерно 1 мкм. С увеличением толщины листа (ленты) и уменьше­нием толщины электроизоляционного покрытия увеличивается объ­ем магнитного материала в магнитном изделии. Отношение объема магнитного материала (листа, ленты) К_ф к объему всего магнитного изделия V_c характеризуется коэффициентом заполнения К₃:

К=У_Ф/У, (15.1)

Чем выше коэффициент заполнения, тем больше индукция магнит­ ного изделия при той же напряженности поля. Коэффициент запол­ нения зависит также от плотности прилегания отдельных листов Магнитомягкого материала друг к другу. Необходимо помнить, что При увеличении коэффициента заполнения путем увеличения тол- Щины листа (ленты) возрастают потери на вихревые токи и в резуль­ тате снижается рабочая частота изделия. ³¹* 483

СИ "О

X о

б³ н s я S о Е ^s о

S I ^ S

»

П) О .J 03

■osio

* 2

« h S *

я

^s x

3

_{eg is}

Магнитные свойства некоторых магпитомягких

материалов

Таблица 15.1

Материал Технически чистое железо (армко железо) Сталь низкоуглеродистая электротехниче-	Ни 250-400	Им 3500-4500	Bs, Тл 2,18	Яс, А/м 40-100	р, мкОм м 0,1
ская нелегированная		3500-4500	2,18	64-96	0,1
Карбонильное железо Особо чистое железо, отожженное в водо-	2000-3000	20000-21500	2,18 2,18	30 6,4	0,1 0,1
роде особенно тщательно Монокристалл чистейшего железа, ото-	60000	200000	2,18	2,4	0,1
жженный в водороде особенно тщательно	—	1430000
Пермаллои:
низконикелевые (Ni~40—50%)	2000-4000	15000 60000
	15000-100000	70000-300000	0,7	0,65-4	0,45—0,9 0,16-0,85
Мо~5% и Мп-0,5%)	100000	600000-1500000	0 79
Альсифер (сплав оптимального состава:
Si 9,6%, А1 5,4%, остальное Fe)	35400	117000	1 0
Магнитодиэлектрики на основе:					0,8
карбонального железа	10 20
альсифера	20-94			—	—
молибденового пермаллоя	60-250	_			—
никель-цинковые марганец-ци 11 ковые	10-2000* 700-20000*	40-7000 1800-35000	0,2 0,15	1700-S	10-10" Омм 10~3-20 Омм

* при частоте/ = 100 кГц.

Деформация и внутренние напряжения, возникающие при меха­нической обработке, значительно ухудшают магнитные свойства. Например, деформация на 0,5—1% вызывает возрастание H_Q на 15—20% и снижение ц_м на 25—30%. Внутренние напряжения снима­ют отжигом.

В качестве чистого железа в электро- и радиотехнике используют технически чистое и особо чистое железо. Они содержат меньше уг­лерода и других вредных примесей, чем конструкционные стали, и поэтому обладают гораздо лучшими магнитными свойствами. Маг­нитные свойства отожженных образцов этих материалов приведены в табл. 15.1.

Технически чистое железо содержит углерода С < 0,025% и других примесей не более 0,08—0,1%. В электротехнике его иногда называ­ют «армко железо» (от первых букв фирмы «American Rolling Mill Company»). Из-за низкого значения удельного сопротивления, его в основном используют для магнитопроводов постоянного магнитного потока, когда несущественны потери на вихревые токи.

Сталь низкоуглеродистая электротехническая нелегированная

Это разновидность технически чистого железа. Ее выпускают тонколистовой и сортовой. Тонколистовая сталь содержит примесей не более 0,64%, в том числе углерода С < 0,04%. В зависимости от со­держания примесей тонколистовую сталь выпускают в виде листов толщиной 0,2—4,0 мм трех марок: Э — низкий сорт, ЭА — средний сорт, ЭАА — высший сорт. Сортовую сталь выпускают трех марок Э12, Э10, Э8. С уменьшением цифры магнитные свойства улучша­ются. Сталь отжигают при 900°С способом, изложенным выше. Маг­нитные свойства отожженных образцов электротехнической стали приведены в табл. 15.1.

В промышленности вместо технически чистого железа и стали низкоуглеродистой электротехнической нелегированной иногда при­меняют углеродистые и легированные стали с содержанием углерода 0,1—0,4%. Магнитные свойства этих сталей ниже, чем у железа, од­нако их можно улучшить путем отжига изготовленных изделий.

Особо чистое железо. Содержит очень низкий процент примесей (менее 0,03%). К этой группе относится электролитическое и карбо­нильное железо, а также особо чистое железо и его монокристаллы, особо тщательно отожженные в водороде (см. табл. 15.1).

Электролитическое железо содержит углерода С < 0,02%. Его по­лучают путем электролиза водных растворов сернокислого или хло­ристого железа. Анодом служит чистое железо, а катодом — пластина мягкой стали. Осажденное на катоде железо толщиной 2—6 мм тща­тельно промывают, снимают с катода и измельчают в порошок на шаровой мельнице. Электролитическое железо неизбежно содержит следы водорода, для удаления которого порошок переплавляют в ва­кууме или подвергают отжигу тоже в вакууме.

486

Карбонильное железо содержит углерода С < 0,005%. Его получа­ют путем термического разложения пентакарбонила железа Fe(CO)_s, представляющего собой желтоватую жидкость, устойчи­вую на воздухе (Т_КИП = 103°С). При сгорании паров пентакарбонила железа на воздухе образуется мелкодисперсный оксид железа Fe₂O₃, который применяют в качестве активного слоя магнитофонных лент. В отсутствие воздуха пары Fe(CO)₅ при температуре 350°С •азлагаются на окись углерода и металлическое железо:

Fe(CO)₅ = Fe + 5CO.

Образовавшийся очень мелкий порошок (размер частиц 0,5— 20 мкм) для уменьшения содержания вредных примесей подвергают отжигу в водороде. Карбонильное железо применяют в качестве маг­нитной фазы в магнитодиэлектриках, из него изготавливают листы различной толщины.

Из табл. 15.1 видно, что с уменьшением содержания примеси и в результате специальной термической обработки магнитные свойства железа существенно улучшаются. В технике для улучшения магнит­ных свойств железа широко используют легирование технически чистого железа кремнием.

Кремнистая электротехническая сталь

Кремнистая электротехническая сталь представляет собой сплав, образующий твердый раствор кремния в технически чистом железе в количестве от 0,4 до 4,8%. Это магнитомягкий материал массового потребления. Его широко применяют для изготовления магнитных цепей, работающих при частоте 50—400 Гц. Преимуществом этого материала является высокая индукция насыщения и относительно невысокая стоимость.

Кремний, образуя с железом твердый раствор, увеличивает удельное электрическое сопротивление, которое растет линейно от 0,1 мкОм-м при нулевом содержании Si до 0,6 мкОм-м при содержа­нии Si 5,0% (табл. 15,2). При этом плотность сталей снижается. По­ложительное действие кремния заключается еще в том, что он пере­водит углерод из вредной для магнитных свойств формы цементита в графит. Кремний, кроме того, действует как раскислитель, связывая часть газов (прежде всего кислород), а также способствует образо­ванию крупнозернистой структуры и уменьшает магнитную ан­изотропию и константу магнитострикции. В результате указанных изменений улучшаются магнитные свойства: уменьшается Я_с, увели­чиваются ц„ и ц_м, снижаются потери на вихревые токи и гистерезис. При содержании кремния 6,5—6,8% ц_м достигает наибольшего зна­чения, а константа магнитострикции приближается к нулю. Однако с увеличением концентрации Si механические свойства стали ухуд­шаются — повышаются твердость и хрупкость. Например, при со­держании Si 4—5% сталь выдерживает не более 1—2 перегибов на

487

угол в 90° и, что очень нежелательно, снижается индукция насыще­ния B_s. Поэтому в кремнистой электротехнической стали содержание Si не превышает 4,8 %. Кремний также повышает стабильность маг­нитных свойств стали во времени.

Таблица 15.2

Удельное сопротивление и плотность кремнистой электротехнической стали в зависимости от содержания кремния

Степень легирования стали кремнием	Содержание кремния,%	Удельное сопротивление р, мкОмм	Плотность, Мг/м3
Нелегированная Слаболегированная Нижесреднелегированная Среднелегированная Повышеннолегированная Высоколегированная	0-0,4 0,4-0,8 0,8-1,8 1,8-2,8 2,8-3,8 3,8-4,8	0,1-0,14 0,17 0,25 0,40 0,50 0,60	7,85 7,82 7,80 7,75 7,65 7,55

Свойства стали можно значительно улучшить путем холодной прокатки и последующего отжига. В результате холодной прокатки происходит преимущественная ориентация зерен. Однако деформа­ция в холодном состоянии приводит к образованию больших внут­ренних напряжений и, следовательно, к увеличению коэрцитивной силы. Внутренние напряжения снимают отжигом при температуре 900—1000°С. При отжиге происходит рекристаллизация, сопровож­дающаяся ростом зерен и одновременной их ориентацией вдоль на­правления легкого намагничивания. В результате ребра кубов ока­зываются расположенными параллельно направлению прокатки (см. гл. 14.2.2). Такая сталь обладает так называемой ребровой тек­стурой; ее магнитные свойства вдоль направления прокатки суще­ственно выше. Текстурированные стали применяют в магнитопро­водах такой конструкции, при которой магнитный поток проходит в направлении наилучших магнитных свойств, т.е. в направлении прокатки. Самые плохие магнитные свойства наблюдаются под уг­лом 55° к направлению прокатки. Однако эти условия трудно вы­полнимы для магнитопроводов электрических машин с круглой формой статора и ротора. В этих случаях применяют малотекстури-рованные стали или стали не с ребровой, а с кубической текстурой. У последних наилучшие магнитные свойства обеспечиваются при прохождении магнитного потока в трех направлениях: вдоль, попе­рек и перпендикулярно прокатке, а направление самого трудного намагничивания (см. рис. 14.5, а) не существует в плоскости намаг­ничивания.

Таким образом, холоднокатаную сталь выпускают как анизо­тропную, так и изотропную. Производят также горячекатаную сталь. Она изотропна, т.е. ее магнитные свойства одинаковы в различных

488

направлениях относительно прокатки, дешевле, чем сталь холодно­катаная. Изотропные стали применяют, как указывалось выше, в электромашиностроении. В трансформаторостроении выгодно при­менять текстурированную сталь. Например, замена в мощных транс­форматорах изотропной горячекатаной стали на текстурированную позволяет снизить потери энергии на 30%, массу до 10%, расход ста­ли на 20%. Применение текстурированной стали для трансформато­ров малой мощности дает еще большие преимущества. Например, холоднокатаная анизотропная сталь с ребровой текстурой (марка 3414; см. ниже) толщиной 0,35 мм имеет удельные потери (при В = 1,5 Тл и/= 50 Гц) Л,5/5о ⁼ 1,1 Вт/кг и магнитную индукцию (при //=2500 А/м) В₂₅₀₀ = 1,88 Тл, в то время как холоднокатаная изо­тропная сталь (марка 2411) той же толщины имеет P_l:5/so ~ 3,0 Вт/кг

И ^2500= 1,5 ТЛ.

Кремнистую электротехническую сталь выпускают в виде руло­нов, листов и лент. Сталь производят в виде листов толщиной от 0,1 до 1,0 мм без покрытия, с термостойким, электроизоляционным термостойким или электроизоляционным покрытием. Ленты хо­лоднокатаные анизотропные выпускают толщиной 0,05; 0,08; 0,15 и 0,20 мм и шириной от 5 до 240 мм без покрытия или с термо­стойким электроизоляционным покрытием. Стали толщиной 0,05— 0,2 мм применяют для работы при частоте 400 Гц. Например, сталь марки 3425 толщиной 0,08 мм имеет Р_{{ 1/т} — 15 Вт/кг и В₂₅₅ = 1,82 Тл.

Маркировка кремнистой электротехнической стали в виде руло­нов, листов и лент производится четырьмя цифрами:

• первая цифра указывает структурное состояние и вид прокат­ ки (1 — горячекатаная изотропная, 2 — холоднокатаная изотропная, 3 — холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой, 5 — холод­ нокатаная изотропная с плоскостной кубической текстурой);

• вторая цифра — содержание кремния (0 — содержание Si до 0,4%, (сталь нелегированная), 1 — 0,4—0,8% Si, 2 — 0,8—1,8% Si, 3 — 1,8-2,8% Si, 4 - 2,8-3,8% Si, 5 - 3,8-4,8% Si);

• третья цифра —труппу по основной нормируемой характери­ стике (0 — удельные потери при магнитной индукции В— 1,7 Тл и частоте/= 50 Гц; 1 — удельные потери при В— 1,5 Тл и/= 50 Гц; 2 — удельные потери при В = 1,0 Тл и/= 400 Гц; 4 — удельные поте­ ри при В = 0,5 Тл и/= 3000 Гц; 6 — магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля Н= 0,4 А/м; 7 — магнит­ ная индукция в средних магнитных полях при //=10 А/м);

• четвертая цифра указывает порядковый номер типа стали.

В табл. 15.3 приведены предельные значения удельных потерь и магнитной индукции для кремнистой электротехнической стали класса 2, а в табл. 15.4 — для стали класса 3. Качество стали можно Улучшить путем уменьшения содержания вредных примесей в ее со­ставе.

489

32-3833

Таблица 15.3

Предельные значения удельных потерь и магнитной индукции кремнистой электротехнической стали класса 2

Марка	Толщина, мм	Удельные потери, Вт/кг, не более		Магнитная индукция, Тл, при напряженности магнитного поля, А/м, не менее
		^1,0/50	^1,5/50	1000	2500		5000	10000	30000
2013	0,65 0,50	3,1 2,5	7,0 5,6	1,53 1,54	1,64 1,65		1,74 1,75	1,85 1,85	2,05 2,05
2112	0,65 0,50	3,5 2,6	8,0 6,0	1,46 1,46		,59 ,60	1,67 1,68	1,77 1,77	2,02 2,02
2212	0,65 0,50	2,6 2,2	6,3 5,0	1,42 1,42		,58 ,60	1,67 1,68	1,77 1,77	2,00 2,00
2312	0,65 0,50	2,4 1,75	5,6 4,0	1,38 1,40		,54 ,56	1,64 1,66	1,72 1,74	1,96 1,96
2412	0,50 0,35	1,30 1,15	3,1 2,5	1,35 1,35	1,50 1,50		1,60 1,60	1,70 1,70	1,95 1,95

Таблица 15.4

Предельные значения удельных потерь и магнитной индукции кремнистой электротехнической стали класса 3

Марка	Толщина, мм	Удельные	ютери, Вт/кг, не более		Магнитная индукция, Тл, при напряженности магнитного поля, А/м, не менее
		^1,0/50	р\ ,5/50	Р1,7/50	100	250	2500
3411	0,50 0,35	1,10 0,80	2,45 1,75	3,20 2,50	-	-	1,75 1,75
3414	0,50 0,35	0,70 0,50	1,50 1,10	2,20 1,60	1,60 1,60	1,70 1,70	1,88 1,88
3415	0,35	0,46	1,03	1,50	1,61	1,71	1,90

Пермаллои

Пермаллои — это сплавы железа с никелем (Fe—Ni), железа с ни­келем и кобальтом (Fe—Ni—Со) и железа с кобальтом (Fe—Со). Они обладают очень высокой магнитной проницаемостью и малой коэр­цитивной силой. При определенном химическом составе эти сплавы характеризуются также очень низкой магнитной анизотропией и ма­лой константой магнитострикции, что является одной из причин их особенно легкого намагничивания и высокой магнитной проницае­мости.

Магнитные свойства пермаллоев можно улучшить путем допол­нительного легирования молибденом, хромом, медью, кремнием, ва­надием и др. Молибден и хром повышают удельное сопротивление и начальную магнитную проницаемость, уменьшают чувствительность к механическим напряжениям, но снижают индукцию насыщения. Медь повышает температурную стабильность и удельное сопротив­ление, а также стабильность магнитной проницаемости при измене-

490

нии напряженности магнитного поля в узком интервале. Сплавы, легированные медью, кроме того, лучше поддаются механической обработке. Кремний и молибден увеличивают только удельное со­противление. Недостатки пермаллоев — высокая чувствительность магнитных свойств к механическим напряжениям, пониженные зна­чения индукции насыщения по сравнению с электротехническими сталями, необходимость проведения сложного отжига после механи­ческой обработки и относительно высокая стоимость.

Магнитные свойства пермаллоев сильно зависят от химического состава и наличия примесей. На их свойства отрицательно влияют примеси, не образующие твердых растворов (углерод, кислород, сера, фосфор). Кроме того, магнитные свойства резко изменяются от режима термической обработки. Для снятия механических напряже­ний, сильно ухудшающих магнитные свойства, все магнитные изде­лия из пермаллоя подвергают специальной термической обработ­ке — отжигу при температуре 1300°С в чистом сухом водороде и длительному отпуску при 400—500°С. Отожженные изделия должны быть светлыми, чистыми, без окислов, темных пятен и цветов побе­жалости. При сборке их нельзя подвергать ударам, изгибам, рихтов­ке, шлифовке, чрезмерной затяжке и сдавливанию обмоткой.

Магнитные свойства пермаллоев зависят от их толщины: чем тоньше материал, тем ниже его магнитная проницаемость и выше коэрцитивная сила, но ниже потери на вихревые токи. Сплавы изго­тавливают в виде холоднокатаных лент толщиной 0,005—2,5 мм, хо­лоднокатаных листов 0,2—2,5 мм, горячекатаных листов 3—22 мм, горячекатаных и кованых прутков диаметром 8—100 мм, холоднока­таной проволоки диаметром 0,05—5,0 мм. Ленты, листы, прутки и проволоки поставляются в термически необработанном виде. Термо­обработке подвергают, как указывалось выше, готовые магнитные изделия.

Зависимость основных магнитных свойств и удельного сопротив­ления железоникелевых сплавов от содержания никеля представлена на рис. 15.1. Сплавы с содержанием никеля 70—80%, имеющие наи­большие значения начальной и максимальной магнитной проницае­мостью, называют высоконикелевыми пермаллоями, а сплав с содержа­нием никеля 78,5% -- классическим пермаллоем. Второй, меньший по величине, максимум ц„ и ц_м наблюдается у сплавов при содержании Ni 40—50%, их называют низконикелевыми пермаллоями. У высокони­келевых пермаллоев магнитная проницаемость в несколько раз выше, чем у низконикелевых, и в десятки раз больше, чем у электро­технических сталей (см. табл. 15.1). Индукция насыщения у них в 1,5 меньше, чем у низконикелевых пермаллоев, и примерно в 2 раза меньше, чем у электротехнических сталей. Из этого следует, что вы­соконикелевые пермаллои нецелесообразно применять в качестве сердечников в мощных силовых трансформаторах и других устройст­вах, в которых требуется создание мощного магнитного потока.

Высоконикелевые пермаллои применяют для изготовления сер­дечников малогабаритных трансформаторов, дросселей, реле, рабо­тающих в слабых магнитных полях, головок аппаратуры магнитной

491

32

В, Тл B_t

1,2
0,8	■
0,4
6 -0,4 -0,2	0,2	0,4
-0,4	■ //-10	"2, А/м
-0,8
-1,2

Рис. 15.2. Петля гистерезиса железо-никелевого сплава 65НП

20 40 60 80 100 Ni, %

Рис. 15.1. Зависимость магнитных свойств и удельного сопротивления железоникелевых сплавов от содержа­ния никеля

записи, в качестве магнитных экранов. В виде ленты толщиной 0,05 мм и менее высоконикелевые пермаллои используют в импульс­ных трансформаторах, магнитных пускателях и т.д.

У низконикелевых пермаллоев удельное электрическое сопро­тивление в 3 раза больше, чем у высоконикелевых. Они обладают не очень высокой магнитной проницаемостью, но более высокой ин­дукцией насыщения. Кроме того, магнитная проницаемость низко­никелевых пермаллоев с увеличением частоты, начиная с/_кр, сильно снижается и тем резче, чем больше первоначальное значение ц_н (см. рис. 14.11). Поэтому низконикелевые пермаллои предпочтительно использовать в силовой аппаратуре и при повышенных частотах. Их применяют для магнитопроводов малогабаритных силовых транс­форматоров, дросселей и деталей магнитных цепей, работающих в области высоких индукций (высоких значений Н), а также в издели­ях, работающих при повышенных частотах. 492

Магнитные свойства магнитных изделий в переменных и им­пульсных полях существенно зависят от сопротивления электриче­ской изоляции, покрывающей их поверхности. Электроизоляцион­ное покрытие должно быть однородным, сплошным, с достаточно высоким удельным сопротивлением и быть термически стойким при температуре отжига в глубоком вакууме или в водороде. В качестве такого покрытия применяют оксиды MgO или А1₂О₃.

Маркировка пермаллоев основана на их химическом составе. Первая цифра указывает на содержание никеля в процентах, буквы К, М, X, С, Ф — соответственно кобальт, молибден, хром, кремний, ванадий. Буквы П, У и А в конце маркировки означают соответст­венно прямоугольную петлю гистерезиса (BJB_S> 0,85; рис. 15.2), сплав с улучшенными свойствами и сплав с более точным составом. Все сплавы содержат в небольших количествах марганец (0,30— 0,60%) и кремний (0,15—0,30%).

Все марки железоникелевых сплавов подразделяют на четыре группы:

1. Нелегированные низконикелевые сплавы 45Н и 50Н с содер­ жанием никеля 45 и 50% соответственно, остальное — железо.

2. Сплавы, обладающие магнитной текстурой и прямоуголь­ ной петлей гистерезиса, 50НП, 65НП, 34НКМП с содержанием ни­ келя 50, 65 и 34% соответственно; П — означает прямоугольную петлю гистерезиса, К и М — легирующие добавки кобальта и мо­ либдена.

3. Низконикелевый пермаллой 50НХС с содержанием никеля 50% и легированный хромом и кремнием.

4. Высоконикелевые сплавы 79НМ, 80НХС, 76НХД, легиро­ ванные соответственно молибденом, хромом и кремнием, хромом и медью.

Сплавы группы 1 обладают высокой ц и наивысшим значением В, по сравнению со всеми железоникелевыми сплавами; рекомендова­ны в качестве сердечников малогабаритных силовых трансформато­ров, дросселей, реле и других деталей магнитных цепей, работающих при повышенных индукциях без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием.

Сплавы группы 2 обладают прямоугольной петлей гистерезиса; применяются в виде сердечников при частотах в несколько кило­герц, а сердечники микронного проката — в переключающих уст­ройствах с рабочей частотой в сотни килогерц и работающих в ши­роком температурном диапазоне.

Сплав группы 3 обладает повышенной \х и высоким удельным сопротивлением; рекомендован для сердечников импульсных транс­форматоров и аппаратуры связи звуковых и высоких частот, рабо­тающих без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием.

Сплавы группы 4 имеют высокую ц в слабых полях, а сплав 76НХД обладает к тому же повышенной температурной стабильно­стью в интервале от —60 до +60°С; эти сплавы рекомендованы для сердечников малогабаритных трансформаторов, реле и магнитных экранов.

493

Кроме рассмотренных девяти марок пермаллоев, выпускаемых в соответствии с ГОСТами, применяют и другие марки железоникеле-вых, железоникелькобальтовых и железокобальтовых сплавов.

Сплавы на железокобалътовой основе обладают наиболее высо­кой индукцией магнитного насыщения (B_sro 2,4 Тл), температурой Кюри (7"_кдо 1050°С) и магнитострикцией (Х^до Ы0~⁴). Применяют­ся для изготовления магнитопроводов, полюсных наконечников и сердечников электромагнитов, соленоидов, силовых трансформато­ров, магнитных усилителей, ультразвуковых генераторов и преобра­зователей, роторов и статоров электрических машин, телефонных мембран и т.д. Сплавы 27КХ и 48КНФ применяют преимущест­венно в электрических машинах. Сплавы 49КФ, 49К2Ф универ­сального назначения. Сплав 92К предназначен для всех магнито­проводов, работающих при температурах от —273 до +1000°С. Из-за высокого содержания кобальта эти сплавы более дорогие, чем дру­гие пермаллои.

Альсиферы

Альсиферы — это тройные сплавы, состоящие из алюминия, кремния и железа (А1—Si—Fe), образующие твердые растворы. Вы­сокую магнитную проницаемость альсиферы имеют в очень узком концентрационном интервале содержания в сплаве А1 и Si. Сплав оптимального состава содержит: Si 9,6%, А1 54%, остальное Fe.

Магнитные свойства альсифера с оптимальным составом приве­дены в табл. 15.1, из которой видно, что они не уступают магнитным свойствам пермаллоев. Магнитная анизотрония и константа магни-тострикции у альсиферов близки к нулю. Однако максимум магнит­ных свойств соответствует очень точному соблюдению состава, что можно обеспечить только для лабораторных образцов. Промыш­ленные образцы имеют более низкие значения магнитных свойств, чем альсифер оптимального состава (у отожженных образцов ц„ = 6000—7000). Альсиферы отличаются высокой твердостью и большой хрупкостью, вследствие чего толщина изделий из альсифе­ра (например, магнитные экраны) должна быть не менее 2—3 мм. Из-за низкого удельного сопротивления изделия из этого материала не используют в цепях переменного тока даже при частоте 50 Гц. Альсиферы хорошо размалываются в порошок, который, как карбо­нильное железо, используется в качестве ферромагнитной фазы в матнитодиэлектриках.