3.5.4. Сплави для постійних магнітів

Основною вимогою до славів для постійних магнітів є по можливості потужний магнітний потік між полюсами, що залишається після намагнічування магніту. Очевидно, цей потік тим могутніший, чим більший переріз магніту А i його залишкова індукція . Залишковий потік дорівнює добутку . Тут - не істина залишкова індукція, а така, що залежить не тільки від матеріалу магніту, але і від його форми. Це є наслідком того, що кожний магніт являє собою розімкнутий магнітний ланцюг із певним розмагнічуючим фактором. Якщо б магніт був замкнутим, наприклад у вигляді тороїду, то його практично не можна було б використовувати. В дійсності ж постійний магніт розімкнутий, і в міжполюсному просторі міститься робоча система (котушка тощо) приладу чи апарату. Чим більша відстань між полюсами, наприклад дугового магніту при постійних розмірах сталевої смуги, тим більший розмагнічуючий фактор, оскільки при збільшенні міжполюсного зазору відбувається все більший відхід від замкнутого стану (тороїду) і наближення до цілком розімкнутого стану (прямий стержень). Для збільшення потоку в зазорі можна збільшувати переріз магніту А, що підвищує витрати дорогої легованої сталі або сплаву і не завжди дає відчутний ефект, тому що збільшення перерізу смуги при одній і тій же довжині в свою чергу підвищує розмагнічуючий фактор і знижує .

Сплав для постійних магнітів буде тим кращим, чим вища його залишкова індукція і коерцитивна сила.

Для визначення максимальної енергії постійного магніту, яку можна одержати для даного матеріалу, треба знайти максимальний добуток .

Сплави для постійних магнітів можуть бути грубо розділені на два класи. У сплавах першого класу висококоерцитивний стан з високою магнітною енергією утворюється в результаті створення в них такої структури, при якій гальмується рух міждоменних границь. У сплавах другого класу створюється структура так званого однодоменного стану і процес намагнічування здійснюється не завдяки рухові стінок доменів, а завдяки обертанню вектора намагніченості в межах одного кристала малих розмірів, що складається з одного домена.

На цей час найбільші значення і мають сполуки на основі ПМ-РЗМ - SmCo₅ та сплави системи Fe-Nd-B. Такі постійні магніти отримують шляхом виплавки сплаву, його подрібнення в порошок (порошинки розміром порядку 10 мкм), пресування у сильному магнітному полі і спікання у високому вакуумі при 1100-1120 ^оС з наступним регульованим охолодженням - повільним до 900 і швидким (150-200' К/хв) нижче 900 ^оС. Пресування в магнітному полі надає сплавові одноосьової анізотропії, тому що ця сполука SmCo₅ з гексагональною граткою має одну вісь легкого намагнічування, причому константа анізотропії SmCo₅ дорівнює на 3 порядки вища, ніж у сталі і сплавів на залізній основі. При спіканні анізотропія магніту зберігається. Теоретично питома енергія SmCo₅ може бути підвищена до 120 кДж/м³. В лабораторних умовах це значення отримане.