Магнитнотвердых материалов

Магнитнотвердые материалы намагничиваются с трудом, но намагниченные надолго сохраняют намагниченность. Они имеют относительно большие величины остаточной магнитной индукции (0,2—2,25 Тл) и коэрцитивной силы (20 000—60 000 А/м), широкую петлю магнитного гистерезиса (3.12, в), поэтому их применяют для изготовления постоянных магнитов.

9. Чем отличаются магнитнотвердые материалы от магиитномяг-ких и где применяются те и другие?

Магнитнотвердые материалы. Эти материалы применяются для изготовления постоянных магнитов. Особенностью магнитнотвердых материалов является то, что после прекращения воздействия на них внешнего магнитного поля они сохраняют ориентировку доменов, являясь источником постоянного магнитного потока. Основными требованиями, которые предъявляются к таким материалам, является обеспечение большой коэрцитивной силы и получение возможно большей магнитной энергии в воздушном зазоре магнита. Большая коэрцитивная сила необходима для устойчивости постоянных магнитов против воздействия разных размагничивающих факторов. Получение большей энергии в рабочем зазоре позволяет уменьшить объем и вес дефицитных материалов, применяющихся для изготовления магнита. В связи с указанными выше требованиями гистерезисная кривая магнитнотвердых материалов должна быть очень широкой. Для сравнения на 12-21 приведена гистерезисная кривая 2 для магнитнотвердой стали.

Магнитодвижущая сила 216 Магнитномягкие материалы 266 Магнитнотвердые материалы 268 Магнитный момент диполя 216

§ 14.5. Магнитномягкие и магнитнотвердые материалы. Ферромагнитные материалы можно подразделять на магнитномягкие и магнитнотвердые.

Магнитнотвердые материалы обладают полого поднимающейся основной кривой намагничивания и большой площадью гистерезисной петли'. В группу магнитнотвердых материалов входят углеродистые

§ 14.5. Магнитномягкие и магнитнотвердые материалы............ 349

Магнитнотвердые материалы предназначены для изготовления постоянных магнитов самого различного

Все ферромагнитные материалы принято делить на магнитномягкие и магнитнотвердые. Первые характеризуются более высокой магнитной проницаемостью в слабых и средних полях до области технического насыщения, малыми гистерезисными потерями (малая коэрцитивная сила). Магнитнотвердые материалы обладают относительно меньшей магнитной проницаемостью, большими гистерезисными потерями (большая коэрцитивная сила). Они, как правило, применяются для изготовления постоянных магнитов — источников постоянного магнитного поля, достаточно устойчиво сохраняющих свою намагниченность.

Магнитномягкие материалы могут испытываться как в разомкнутой магнитной цепи, так ив замкнутой, магнитнотвердые материалы—-только в замкнутой.

МАГНИТНОТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Широкому применению постоянных магнитов способствуют большие успехи, достигнутые мировой техникой в деле изготовления высококачественных магнитнотвердых материалов, имеющих большую коэрцитивную силу Wc и остаточную индукцию В,.

Эта энергия, пропорциональная в каждой точке кривой размагничивания произведению ее ординаты на ее абсциссу, графически представлена как функция индукции в первом квадранте 5.9, где по оси абсцисс отложена энергия. Для всех магнитнотвердых материалов по данным опыта с достаточной степенью точности можно принять, что рабочая точка т, соответствующая максимуму энергии, лежит на пересечении кривой размагничивания с диагональю прямоугольника, построенного на Вг и Яс.

Магнитнотвердые материалы. Эти материалы применяются для изготовления постоянных магнитов. Особенностью магнитнотвердых материалов является то, что после прекращения воздействия на них внешнего магнитного поля они сохраняют ориентировку доменов, являясь источником постоянного магнитного потока. Основными требованиями, которые предъявляются к таким материалам, является обеспечение большой коэрцитивной силы и получение возможно большей магнитной энергии в воздушном зазоре магнита. Большая коэрцитивная сила необходима для устойчивости постоянных магнитов против воздействия разных размагничивающих факторов. Получение большей энергии в рабочем зазоре позволяет уменьшить объем и вес дефицитных материалов, применяющихся для изготовления магнита. В связи с указанными выше требованиями гистерезисная кривая магнитнотвердых материалов должна быть очень широкой. Для сравнения на 12-21 приведена гистерезисная кривая 2 для магнитнотвердой стали.

Из большого числа существующих различных магнитнотвердых материалов остановимся только на наиболее характерных, получивших широкое применение. К ним относятся: 1) стали, закаливаемые на мартенсит; 2) дис-персионно-твердеющие сплавы; 3) оксидные материалы.

Постоянными магнитами называются элементы магнитных цепей, изготовленные из магнитнотвердых материалов, которые после воздействия на них внешнего магнитного поля сохраняют намагниченное состояние. Постоянные магниты находят широкое применение в современной технике: в электромашиностроении, электроаппарате- и электроприборостроении.

При 'исследовании ферромагнитных материалов обычно снимают не всю кривую гистерезисного цикла, а наиболее характерные ее точки и участки. Так, для магнитномягких материалов определяют точки, соответствующие начальной и максимальной проницаемости, индукции насыщения и остаточной индукции, и если материал будет работать в постоянном поле, также коэрцитивную силу (при испытании материалов, предназначенных для работы в переменных магнитных полях, определяют также мощность, затрачиваемую полем на перемагничивание материала). У магнитнотвердых материалов определяют индукцию насыщения, остаточную индукцию и коэрцитивную силу; иногда определяют также точки спинки кривой размаг-ничения.

Для всех магнитнотвердых материалов в соответствии с опытом можно* принять, с достаточной для практики точностью, что точка А, соответствующая максимуму энергии, лежит на пересечении кривой размагничения! с диагональю прямоугольника, построенного на ОВГ и ОНС. На 14-61 в первом квадранте построена кривая изменения энергии для поля магнита,

Высокая коэрцитивная сила новых магнитнотвердых материалов позволяет применить постоянный магнит в виде параллелепипеда большого поперечного сечения и короткой длины. Остальная часть магнитной цепи в такой конструкции выполняется из магнитномягкой стали. Утечка потока при этом зависит не только от соотношения между размерами магнита и участков, из мягкой стали, но также и от положения магнита в системе.

Магнитнотвердые материалы обладают полого поднимающейся основной кривой намагничивания и большой площадью гистерезисной петли'. В группу магнитнотвердых материалов входят углеродистые

стали, сплавы магнико, вольфрамовые и платинокобальтовые сплавы и др. Из магнитнотвердых материалов выполняют постоянные магниты. 'На рис, 14.4, б качественно сопоставлены гистерезисные петли для магнитномягкого материала типа пермаллоя (кривая /) и для магнит-нотвердого материала (кривая 2).

Тангенс угла наклона прямой возврата к оси абсцисс называют коэффициентом возврата. Его числовые значения для различных магнитнотвердых материалов даются в руководствах по постоянным магнитам.