МАГНИТНО-МЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ

МАГНИТНО-МЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ магнитные
материалы, к-рые намагничиваются до насыщения и перемагничивают-ся
в относительно слабых магнитных полях напряжённостью Н 8-800 а/м
(0,1
- 10 э). При темп-pax ниже Кюри точки (у армко-железа,
напр.,
до 768 °С) М.-м. м. спонтанно намагничены, но внешне не проявляют магнитных
свойств, так как состоят из хаотически ориентированных намагниченных до
насыщения областей (доменов). М.-м. м. характеризуются высокими
значениями магнитной проницаемости - начальной n2-10⁵
и максимальной n10³ - 10⁶.
Коэрцитивная
сила НМ.-м. м. колеблется от 0,8 до 8
а/м (от 0,01
до 0,1 э), а потери на магнитный гистерезис очень малы 1-10³дж/м³
(10-10⁴эрг/см³)
на
один цикл перемагничивания. Способность М.-м. м. намагничиваться в слабых
магнитных полях обусловлена низкими значениями энергии магнитной кристаллич.
анизотропии, а у нек-рых из них (напр., у М.-м. м. на основе Fe - Ni, у
нек-рых ферритов) также низкими значениями
магнитострикции.
Это
связано с тем, что намагничивание
происходит в результате смещения
границ между доменами, а также вращения вектора намагниченности доменов.
Подвижность границ, способствующая намагничиванию, снижается в случае присутствия
в материале различных неоднородностей и напряжений, изменяющих энергию
границ при их смещении. Поэтому свойствами М.-м. м. обладают также магнитные
материалы, имеющие значит, энергию магнитной кристаллич. анизотропии, но
в к-рых отсутствуют (вернее, присутствуют в малых количествах) вредные
примеси внедрения (углерод, азот, кислород и др.), дислокации
и
др. дефекты, искажающие кристаллич. решётку, а также включения в виде др.
фаз или пустот размером существенно больше параметров решётки. Однако процесс
вращения вектора намагниченности в таких материалах требует приложения
более сильных полей. Получение таких малодефектных материалов связано с
большими технологическими трудностями. К М.-м. м. принадлежат ряд сплавов
(напр., перминвары) и нек-рые ферриты с малой энергией магнитной кристаллич.
анизотропии, но с хорошо выраженной одноосной анизотропией, к-рая формируется
при отжиге материала в магнитном поле. Некоторые М.-м. м. (например, пермендюр)
имеют
слабую анизотропию, но большие значения магнитострикции.

По назначению М.-м. м. подразделяют на
2 группы: материалы для техники слабых токов и электротехнич. стали. Важнейшими
представителями М.-м. м., применяемых в технике слабых токов, являются
бинарные и легированные сплавы на основе Fe - Ni (пермаллои),
имеющие
низкую Н0,01 э и очень высокие n10⁵) и n6). К этой же группе
относятся сплавы на основе Fe - Со (напр., пермендюр), к-рые среди М.-м.
м. обладают наивысшими точкой Кюри (950-980 °С) и значением магнитной индукции
насыщения Bдостигающей 2,4*10⁴ гс (2,4
тл),
а
также сплавы Fe - А1 и Fe - Si - Al. Для работы при частотах до 10^sгц
используются
сплавы на Fe - Со - Ni основе с постоянной магнитной проницаемостью, достигаемой
термич. обработкой образцов в поперечном магнитном поле, к-рое формирует
индуцированную одноосевую анизотропию (кристаллич. магнитная анизотропия
при этом должна быть как можно меньше). Постоянство магнитной проницаемости
(в пределах 15%) сохраняется при индукциях до 8000
гс
и обеспечивается
тем, что при намагничивании таких М.-м. м. процесс вращения является доминирующим.
В области частот 10⁴-10⁸гц
нашли применение
магнитодиэлектрики,
представляющие
собой тонкие порошки карбонильного железа, пермаллоя или альсифера, смешанные
с к.-л. диэлектрической связкой.

Широко применяются в технике слабых токов
смешанные ферриты (напр., соединение из цинкового и никелевого ферритов),
а также ферриты-гранаты, кристаллич. структура к-рых одинакова с природными
гранатами.
Для
них характерно исключительно высокое электрическое сопротивление и практическое
отсутствие скин-эффекта.
Ферриты-гранаты применяются при очень высоких
частотах (если невелики диэлектрические потери).

Магнитно-мягкие сплавы выплавляют в металлургич.
печах, для придания необходимой формы слитки подвергают ковке или прокатке.
Ферриты получают спеканием окислов металлов при высоких темп-pax, изделия
прессуют из порошка (для чего феррит размалывают) и обжигают. Из магнитно-мягких
сплавов изготавливают сердечники трансформаторов (микрофонных, выходных,
переходных, импульсных и др.), магнитные экраны, элементы памяти ЭВМ, сердечники
головок магнитной записи; из ферритов, кроме того,- магнитные антенны,
волноводы и др.

К электротехническим сталям относятся сплавы
на основе железа, легированные Si (0,3-6% по массе); сплавы содержат также
0,1- 0,3% Мп. Стали вырабатываются горячекатаные - изотропные, и холоднокатаные
- текстурованные. Потери энергии при перемагничивании текстурованной стали
ниже, а магнитная индукция выше, чем горячекатаной. Электротехнические
стали применяют в производстве генераторов электрического тока, трансформаторов,
электрических двигателей и др.

Для улучшения магнитных свойств все холоднокатаные
магнитно-мягкие сплавы и стали подвергают термич. обработке (при 1100-1200
°С) в вакууме или в среде водорода. Сплавы Fe-Со, Fe-Ni и Fe-Al склонны
упорядочивать структуру при темп-рах 400-700 °С, поэтому в этой области
темп-р для каждого сплава должна быть своя скорость охлаждения, при к-рой
создаётся нужная структура твёрдого раствора.

К М.-м. м. спец. назначения относятся термомагнитные
сплавы, служащие для компенсации температурных изменений магнитных
потоков в магнитных системах приборов, а также магнитострикционные материалы,
с
помощью к-рых электромагнитная энергия преобразуется в механич. энергию.

Основные характеристики важнейших магнитно-мягких
материалов