Магнитно-мягкие материалы

М.м.м., обладая высокой маг. проницаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис, используются в качестве сердечников трансформаторов, электромагнитов, в измерительных приборах и ряде других случаев, где необходимо при наименьшей затрате энергии достигнуть наибольшей индукции.

Железо. Технически чистое железо обычно содержит небольшое кол-во примесей углерода, серы, марганца, кремния и других элементов, ухудшающих его маг. св-ва. Благодаря сравнительно низкому уд. эл. сопротивлению технически чистое железо исп-ся довольно редко, в основном для магнитопроводов пост. маг. потока.

Низкоуглеродистая электротехническая листовая сталь – это одна из разновидностей технически чистого железа.

Особо чистое железо, содержащее весьма малое кол-во примесей, может быть получено двумя сложными путями, в результате которых получают:

1). Электролитическое железо изготовляют электролизом раствора сернокислого или хлористого железа, причем анодом служит чистое железо, катодом – пластина мягкой стали.

2). Карбонильное железо получают термическим разложением пентакарбонила железа.

Листовая электротехническая сталь. Она является основным м.м.м. массового потребления. Введением в состав этой стали кремния достигается повышение уд. сопротивления, что дает снижение потерь на вихревые токи. Это дает увеличение μ_н, уменьшение Н_с и снижение потерь на гистерезис.

К хар-кам электротех. стали относятся:

1). магнитная индукция В с числовым индексом, который определяет соответствующую напряженность маг. поля (кА/м);

2). суммарные уд. потери мощности в ваттах на килограмм стали, находящейся в переменном маг. поле, обозначаемые буквой Р с индексом в виде дроби, числитель которой представляет собой амплитудное зн-е маг. индукции в теслах, а знаменатель – частоту в герцах.

Пермаллои. Это железоникелевые сплавы, обладают весьма большой начальной магнитной проницаемостью в области слабых полей, что связано с практическим отсутствием у них анизотропии и магнитострикции. Наибольшим зн-ем максимальной магнитной проницаемости обладает сплав, содержащий 78,5% Ni. Очень легкую намагничиваемость пермаллоев в слабых полях объясняют практическим отсутствием у них анизотропии. Маг. св-ва пермаллоев очень чувствительны к внешним мех. напряжениям, зависят от хим. состава и наличия инородных примесей в сплаве, а также очень резко меняются от режимов термообработки м-ла.

Уд. сопротивление высоконикелевых пермаллоев почти в 3 раза меньше, чем у низконикелевых, поэтому при повышенных частотах предпочтительно использовать низконикелевые пермаллои.

Для придания сплавам необходимых св-в в состав пермаллоев вводится ряд добавок. Молибден и хром повышают уд. сопротивление и начальную маг. проницаемость пермаллоев и уменьшают чувствительность. Медь увеличивает постоянство μ в узких интервалах напряженности маг. поля, повышает темпер. стабильность и уд. сопротивление, а также делает сплавы легко поддающимися мех. обработке. кремний и марганец в основном только увеличивают уд. сопротивление пермаллоев.

Пермаллои применяются для изготовления сердечников малогабаритных силовых трансформаторов, дросселей, реле и деталей маг. цепей, работающих при повышенных индукциях без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием. Из сплава 50 НХС выполняют сердечники импульсных трансформаторов и аппаратуры связи звуковых и высоких частот в режиме без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием. Сплавы 79НМ, 80НХС, 76НХД используют для изготовления сердечников малогабаритных трансформаторов, реле и маг. экранов.

Альсиферы – сплавы железа с кремнием и алюминием. Такой сплав отличается твердостью, твердость и хрупкостью, но может быть изготовлен в виде фасонных отливок. Изделия из альсифера: маг. экраны, корпусы приборов и т.д. Благодаря хрупкости альсифера его можно размалывать в порошок и использовать наряду с карбонильным железом для изготовления высокочастотных прессованных сердечников.