Альсиферы

Альсиферы — это тройные сплавы, состоящие из алюминия, кремния и железа (Al—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%, Al 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 магнитострикции 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 μ_н = 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.

Магнитодиэлектрики

Магнитодиэлектрики — это фактически высокочастотные магнит­ные пластмассы, в которых наполнителем является ферромагнетик, а связующим — электроизоляционный материал органический (на­пример, фенолоформальдегидная смола, полистирол) или неоргани­ческий (например, жидкое стекло).

В магнитодиэлектриках частицы ферромагнетика разделены друг от друга сплошной пленкой из электроизоляционного материа­ла, образующего непрерывную фазу-матрицу с высоким электриче­ским сопротивлением, являющуюся одновременно механическим связующим. Благодаря тому что частицы ферромагнетика (их размер d ≈ 10^─4—10^─6м) электроизолированы друг от друга, потери на вихре­вые токи и на гестерезис малы. Поэтому основным видом потерь становятся потери на магнитное последействие, которые превышают остальные виды потерь в 10—30 раз. Суммарная мощность потерь Р складывается из потерь на гистерезис Рг, вихревые токи Рвт, магнит­ное последействие Рп и диэлектрические потери в электроизоляци­онном материале Рд:

Р = Рг + Рвт + Рп + Ра. (15.2)

Общий (суммарный) тангенс угла потерь магнитодиэлектрика можно выразить через его сопротивление потерь r1, следующей фор­мулой:

Tgδ = r1/ωL = 1/Q

где r1, — активное сопротивление, эквивалентное всем видам магнит­ных потерь, потерям в обмотке и в электрической изоляции; ω — частота; L и Q — индуктивность и добротность катушки, соответст­венно. Величина мощности потерь в магнитодиэлектриках зависит в значительной мере от размера частиц ферромагнетика и характера изоляции.

Магнитная проницаемость магнитодиэлектрика μ_мд всегда мень­ше μ ферромагнетика, составляющего его основу, и вычисляется по формуле μ_мд =1/(1/μ + V/3) (15.3)

где μ— магнитная проницаемость исходного ферромагнетика; V — относительный объем, занимаемый электроизоляционным материа­лом.

Магнитная проницаемость магнитодиэлектриков имеет невысо­кое значение (см. табл. 15.1) и мало зависит от частоты. Преимуще­ство магнитодиэлектриков перед ферритами заключается в том, что они обладают более высокой стабильностью магнитных свойств и изделия из них получают более высоких классов геометрической точности и степени шероховатости поверхности. Однако по ряду электромагнитных параметров магнитодиэлектрики уступают ферри­там, поэтому применение их постепенно сокращается.

Наиболее широко применяются магнитодиэлектрики на основе карбонильного железа, альсифера и молибденового пермаллоя, имеющих рабочую частоту соответственно не более примерно 100, 0,1 и 0,7 МГц. Для придания молибденовому пермаллою хрупкости и возможности получать из него порошки, в него в процессе выплавки вводят небольшое количество серы.