5.7. Магнитодиэлектрики.▲

Это композиционные материалы, состоящие из мелкодисперсных частиц магнитно-мягкого материала, соединенных каким-либо органическим или неорганическим диэлектриком. В качестве мелкодисперсных МММ применяют карбонильное железо, альсиферы и некоторые сорта пермаллоев. В качестве диэлектрика – эпоксидные или бакелитовые смолы, полистирол, жидкое стекло и др.

Назначение диэлектриков не только в том, чтобы соединять частицы магнитного материала, но и создать между ними электроизоляционные прослойки и тем самым повысить электрическое сопротивление магнитодиэлектрика. Это резко снижает потери на вихревые токи и дает возможность работать на частотах 10 – 100 МГц (в зависимости от состава).

Магнитные характеристики магнитодиэлектриков несколько ниже исходных ферромагнитных наполнителей. Несмотря на это магнитодиэлектрики применяют для изготовления сердечников ВЧ узлов РЭА. Это обусловлено большой стабильностью магнитных характеристик и возможностью изготовления из них сердечников сложной формы. Кроме того, изделия из диэлектриков отличаются высокой чистотой поверхности и точностью размеров.

Лучшие магнитодиэлектрики – с наполнителями: молибденовым пермаллоем или карбонильным железом.

Примеры решения задач по теме «Магнитные материалы».

Задача №1.

Определить напряжённость поля старта H₀при заданных параметрах: коэрцитивная силаH_c=3А/м, коэффициент переключенияS_ф=14·10^-6к/м, время переключения τ=14 мкс. напряжённость магнитного поля, соответствующая максимальной магнитной индукцииH_m=4 А/м.

Дано: Hc=3А/м Sф=14·10-6к/м τ=14 мкс H0- ?

Решение: Исходя из формулы для коэффициента переключения Sф=τ(Hm-H0), найдёмH0=Hm-Sф/τ. Зная, что напряжённость магнитного поля, соответствующая максимальной магнитной индукцииHm=[4Hc]/3, получим H0=[4Hc]/3-Sф/τ. Приведём все величины к одинаковым размерным единицам: 14 мкс = 14·10-6с. H0=[4·3]/3-[14·10-6]/ [14·10-6]=3(А/м).

Задача №2.

Магнитодиэлектрик выполнен из порошков никелево-цинкового феррита и полистирола с объёмным содержанием магнитного материала α=0.1. Определить магнитную μ_аи диэлектрическую ε_mпроницаемости магнитного наполнителя, при следующих параметрах магнитодиэлектрика: μ=1.821, ε=3.3 и ε_д=2.5.

Дано: α=0.1 μ=1.821 ε=3.3 εд=2.5 μа - ? εm- ?

Решение: Зная, что диэлектрическая проницаемость магнитодиэлектрика ε=εmαεд1-α, то Исходя из того, что μ= μаα, найдём μа=. Так как все величины даны в одинаковых размерных единицах, то подставляем числовые значения: μа==400.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем обусловлены магнитные свойства материалов?

2. Какой параметр магнитного материала определяется наклоном предельной петли гистерезиса?

3. Что характеризует и как определяется относительная магнитная проницаемость?

4. Как оценить потери энергии в магнитном материале по предельной петле гистерезиса?

5. В постоянном или переменном магнитном поле потери в магнитных материалах выше? Почему?

6. На каком основании магнитные материалы относят к магнитотвердым?

7. На каком основании магнитные материалы относят к магнитномягким?

8. Какие наиболее важные параметры магнитотвердых материалов? Почему?

9. Какие наиболее важные параметры магнитномягких материалов? Почему?

10. Что такое ферриты и в чем их достоинства?

11. В чем проявляется парамагнитный эффект?

12. Как ведет себя парамагнетик в неоднородном магнитном поле? Почему?

13. Что такое диамагнитный эффект? Для каких материалов он характерен?

14. Как ведет себя диамагнетик в неоднородном магнитном поле? Почему?