Магнитной анизотропией

Анализ кривых намагничивания различных групп магнитных материалов показывает, что начальная магнитная восприимчивость маг-витомягких материалов определяется в основном процессами смешения, т. е. составляющей XCM! магнитотвердых материалов — пропев, сами вращения, т. е. составляющей хвр-

р — сопротивление удельное электрическое а — механические напряжения т — время переключения Ф — магнитный поток % — магнитная восприимчивость 'У — потокосцепление

Диамагнитные материалы состоят из атомов, не имеющих магнитного момента, т. е. все магнитные моменты частиц в которых скомпенсированы. Магнитная восприимчивость диамаг-нетиков отрицательна, по абсолютному значению очень мала (х <С 10~") и не зависит ни от температуры, ни от напряженности магнитного поля. Диамагнетиками являются все инертные газы, водород, большинство органических материалов, вода, некоторые металлы (например, Си, Zn, Ag, Аи, Be, Pb, Hg) и полупроводники (например, Se, Si, Ge).

Парамагнитные материалы отличаются тем, что, хотя их атомы и имеют магнитные моменты, они неупорядочены, пока материал не находится в магнитном поле. Так, внешне парамагнетики проявляют себя как немагнитные материалы. Под действием магнитного поля магнитные моменты атомов этих материалов ориентируются в направлении внешнего магнитного поля и усиливают его. Магнитная восприимчивость парамагнетиков положительна, имеет значение от 10 5до10~2 и не зависит от напряженности внешнего магнитного поля, но на нее значительно влияет температура. Относительная магнитная проницаемость парамагнетиков всегда больше единицы. К парамагнетикам относят кислород, некоторые металлы (например, А1,Сг, Na, Mg, Та, Pt, W), их оксиды (например, CaO, Cr2O3, CuO).

Вещества с упорядоченной магнитной структурой отличаются тем, что обладают суммарным макроскопическим магнитным моментом даже при отсутствии внешнего магнитного поля. Магнитная восприимчивость их велика, положительна и сложным образом зависит от температуры и магнитного поля.

Магнитная восприимчивость 156

Поэтому \ir = 1 + х, т. е. магнитная восприимчивость среды и ее магнитная проницаемость имеют однозначную зависимость.

Если анализируемый газ содержит кислород, то он втягивается в стеклянную трубку со стороны сильного действия магнитного поля. При этом газ нагревается чувствительным элементом R1, в результате чего падает его магнитная восприимчивость и образовавшийся через стеклянную трубку постоянный газовый поток или холодный газ, втягиваясь в магнитное поле, выталкивает нагретый газ.

заполненного исследуемым веществом, и широко применяется для определения влажности (см. § 32-5), а также для исследования кинетики химических реакций. Магнитные методы нашли широкое применение для построения газоанализаторов на кислород (см. § 32-4), магнитная восприимчивость которого на два порядка превышает восприимчивость других газов.

левой вертикальной трубки в горизонтальную трубку и в ней подогревается. Так как при нагревании газа его магнитная восприимчивость падает, то холодный газ будет, втягиваясь в магнитное поле, выталкивать нагретый газ. В результате в горизонтальной трубке газ движется слева направо со скоростью, пропорциональной концентрации кислорода в испытуемой газовой смеси.

— возврата 40 Магнит постоянный 39 Магнитная восприимчивость 180

Применение сталей, обладающих магнитной анизотропией, требует такой конструкции магнитопровода, при которой магнитный поток проходит в направлении наилучших магнитных свойств, т. е. в направ-лении прокатки. Самые плохие магнитные свойства наблюдаются под углом 55° к направлению прокатки.

Приведем краткие рекомендации по выбору марок сплавов. Бескобальтовые сплавы (ЮНД и др.) являются самыми дешевыми, их свойства относительно низки. Сплавы ЮНДК15 и ЮНДК18 применяют, когда требуются относительно высокие магнитные свойства и материал не должен обладать магнитной анизотропией. Сплавы, содержащие 24% Со (ЮН13ДК24 и др.), обладают высокими магнитными свойствами в направлении магнитной текстуры, хорошо технологически освоены и имеют широкое применение.

В качестве информационной среды для термомагнитной фотографии применяют тонкие пленки из магнитооптических материалов, обладающих одноосной магнитной анизотропией с направлением оси легкого намагничивания, перпендикулярном плоскости пленки, и боль-

Все материалы-носители ЦМД характеризуются большой одноосной магнитной анизотропией. Чем больше поле анизотропии, тем ближе направление намагниченности ЦМД к нормали плоскости пластины и тем меньше отклонение формы стенок ЦМД от цилиндрической. Недостаточное для стабильного существования ЦМД значение поля анизотропии может привести также к спонтанному зарождению ЦМД под действием поля размагничивания. Для одноосных кристаллов напряженность поля анизотропии, необходимая для зарождения изолированного домена, оценивается по формуле

Технологический самоход может возникать из-за технологических допусков и некачественного изготовления двигателя. Наличие межвиткового замыкания обмотки статора вызывает появление эллиптического поля даже при включении одной обмотки (см. § 5.15), Аналогичный «эффект короткозамкнутого витка» может получиться вследствие замыкания между собой листов статорного пакета из-за плохой изоляции листов стали, наличия заусенцев и т. д. Причиной технологического самохода может быть также неравенство магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям машины, вызванное неравномерностью воздушного зазора, различными толщинами полого ротора или магнитной анизотропией ферромагнитного материала статора и ротора (неравенство магнитных проводимостей стали вдоль и поперек проката).

ственно меняет ее кристаллическую структуру за счет ориентации ребер зерен вдоль направления проката, происходит текстурирование стали. Текстурированная сталь отличается большой магнитной анизотропией: магнитные свойства ее выше при намагничивании в продольном (по ходу прокатки) направлении.

шпинели, а бариевый феррит — структуру природного минерала магнетоплюмбита с гексагональной решеткой. Бариевые магниты обладают большой магнитной анизотропией, которая наряду с мелкозернистой структурой приводит к повышенным значениям кот эрцитивной силы до 350 кА/м. Промышленность выпускает бариевые магниты двух типов: изотропные (маркировка БИ) и анизотропные (БА). Технология производства магнитов БИ не отличается от технологии магнитомягких ферритов.

Сплавы на основе редкоземельных металлов. Интерметаллические соединения кобальта с редкоземельными металлами (РЗМ): церием Се, самарием Sm, празеодимом Рг, лантаном La и иттрием Y— типа RxCOj,, где R — РЗМ обладают очень высокими значениями коэрцитивной силы и магнитной энергии. Из этой группы наибольший интерес представляют соединения типа RCo6 и R2G017, которые обладают наибольшей магнитной анизотропией, значительной величиной спонтанной намагниченности и высокой температу-

Ферромагнитные материалы в большей или меньшей степени обладают магнитной анизотропией, т. е. свойством намагничиваться с различной степенью трудности в различных направлениях. Так, например, наиболее легкое намагничивание монокристалла железа происходит по ребру кристаллической решетки куба, а наиболее трудное — по диагонали куба. Хаотичному расположению кристаллов в ферромагнитном материале соответствует меньшая анизотропия по сравнению с упорядоченным расположением кристаллов, чему способствует, например, прокатка стали в одном направлении. Материалы с явно выраженной анизотропией называются текстурованными.

Магнитные свойства электротехнической стали зависят от направления, в котором производится намагничивание листов. Это связано с тем, что кристаллическая решетка электротехнической стали представляет собой объемно центрированный куб ( 2.1), который обладает магнитной анизотропией, т. е. неодинаково намагничивается вдоль различных кристаллографических направлений. В кубическом кристалле имеется три типа кристаллографических направлений: вдоль ребра куба, вдоль диагонали грани

стали с магнитной анизотропией дает наиболее высокий эффект, если на всех участках магнитопровода достигается совпадение направлений намагничиваний и прокатки, что возможно при использовании ленточных сердечников. В случае небольших силовых трансформаторов применение холоднокатаной стали позволяет снизить расход стали на 30%, а потери на 40%. Холоднокатаная сталь выпускается