Манитотвердые материалы

Применение:

1. Изготовление постоянных магнитов

2. Изготовление магнитных лент и барабанов, дисков для записи информации.

3. Изготовление магнитных лент для записи звука

Это группа трудноперемагничиваемых материалов с широкой петлей гистерезиса.

Основные параметры

1. Коэрцитивная сила (H_s > 4000 A/м). К магнитотвердым материалам относятся материалы с высокой коэрцитивной силой.

2. Максимальная удельная энергия W_max = 0,5(BН)_max От показателя W_max зависит объем магнита, необходимого для создания магнитного поля в заданном воздушном зазоре. Чем больше магнитная энергия, тем меньше объем, а следовательно и масса магнита. Магнитная проницаемость у магнитотвердых материалов значительно ниже и не является основной характеристикой материала Параметр магнитной проницаемости у магнитотвердых материалов не имеет реального смысла.

Иногда используют понятие «энергетическое произведение» (BН)_max >10³Дж/м³

1. Коэффициент выпуклости (оценивает форму кривой размагничивания)

γ = (BН)_max/(BН)_ост

Чтобы получить высокую коэрцитивную силу в магнитном материале необходимо затруднить процесс перемагничивания. Это можно сделать двумя способами:

• затруднить процесс смещения границ доменов

• убрать эти границы, уменьшая размеры зерен (например, мартенситовые стали – это структура в виде мелких игольчатых кристаллов, каждый из которых представляет собой один вытянутый домен)

Чаще используют первый способ, за счет введения примесей.

Основные группы магнитотвердых материалов (классификация по способу получения)

1. Литые сплавы на основе железа, никеля и алюминия, а также железа, никеля, алюминия и кобальта, легированные медью, титаном, ниобием.

Достоинства:

1. хорошие магнитные свойства Н_ост = 40 – 180 КА/м, В_ост = ),43 – 1,4 Тл, W_max = (3,6 – 4,0) 10³ Дж/м³

2. высокая температурная стабильность

3. минимальное старение (минимальное уменьшение магнитного потока)

Недостатки:

1. высокая чувствительность к изменениям в химическом составе и режиме термообработки

2. плохие механические свойства, высокая твердость и хрупкость, что осложняет механическую обработку ( Cu улучшает механические свойства).

Эти сплавы обрабатываются, в основном, шлифовкой. Размолотые в порошок сплавы используют для изготовления порошковых магнитов.

Высококоэрцитивное состояние материалов этой группы достигается благодаря механизму дисперсионного твердения.

При медленном охлаждении сплава, при определенной температуре происходит дисперсионный распад твердого раствора на две фазы: β и β₂

β -фаза близка по составу к чистому железу, т.е. сильномагнитная, и выделяется в форме пластинок одноименной толщины. β₂– фаза по составу к слабомагнитному соединению никеля и алюминия.

Таким образом, получается система, состоящая из немагнитной матрицы β₂ с однодоменными сильномагнитными включениями β. Материал с такой структурой имеет большую коэрцитивную силу, т.к. их намагничивание происходит в основном за счет процессов вращения вектора намагничивания домена.

Для получения таких материалов важным является:

1. температурный режим охлаждения

2. скорость охлаждения (подбирают опытным путем в зависимости от размеров и формы магнита)