6.3.1. Магнiто-м’якi матерiали

1. Низькочастотні МММ

Існує наступна закономірність: чим більше питомий електричний опір, тим на більш високі частоти розрахований матеріал. Це пояснюється тим, що при малих значеннях питомого опору неприпустимо зростають вихрові струми:

p_в = 1,64d²f²B_m²/(D),  Bт/кг ,

де B_m – амплітуда магнітної індукції, Тл; f – частота змінного струму, Гц; d – товщина листа, м; D – густина, кг/м³;  - питомий електричний опір, Омм.

Таким чином у постійних та низькочастотних полях до 1 кГц використовуються металічні МММ до яких вiдносять: а) технічно чисте залізо; б) електротехнiчнi сталі; в) пермалої – залiзонiкелевi та залiзонiкелькобальтовi сплави.

а) Технічно чисте залізо мiстить менш нiж 0,05% вуглецю при мінімальній кількості інших домішок. Внаслідок низького питомого електричного опору залізо використовується при виготовленнi виробів, призначених для роботи тільки в постійних магнітних полях. На магнітні властивості заліза впливають слідуючі фактори: наявність домішок (особливо вуглецю, кисню та сiрки); структура, особливо величина зерна (чим менше зерен на одиницю об'єму, тим вищi властивості).

Широко застосовуються низьковуглецева нелегована тонколистова сталь та стрiчки, електролiтичне та карбонiльне залiзо.

б) Електротехнічні кремнисті сталі являють собою твердий розчин кремнію в залізі. Легування технiчно чистого заліза кремнієм проводять з метою підвищення питомого електричного опору металу, в той же час кремній погіршує iндукцiю насичення та механічні властивості. Тому використовуються кремнистi сталi з вмiстом кремнiю не бiльше 5.

в) Пермалої являють собою сплави заліза з нікелем та кобальтом, ці сплави звичайно леговані хромом, молiбденом. Переваги пермалоїв: високі значення магнітної проникності у слабких полях та низьке значення коерцетивної сили. Недоліки: велика чутливість магнітних властивостей до механiчних напруг, мале значення індукції насичення в порiвняннi з електротехнiчними сталями та порiвняно висока вартiсть.

2. МММ для високих частот

Магнітні матеріали, які використовуються при ВЧ (вiд одиниць до десяткiв МГц) та при СВЧ (вiд сотень до десяткiв тисяч МГц), повиннi мати малу електричну провiднiсть. Це магнітом'які ферити та магнітодіелектрики.

1. Ферити - хімічні сполуки окислу заліза Fe₂О₃ з оксидами металів. До феритів для радіочастот відносяться нікельцинкові та марганецьцинкові ферити. Для феритiв, якi використовуються в змiнних полях, вказуються тангенс кута втрат tg, критичну частоту, вiдносний температурний коефiцiєнт початкової магнiтної проникностi, зворотню магнiтну проникнiсть.

2. Магнітодіелектрики являють собою суміш із подрібненого феромагнетика, частки якого розділенi між собою у електричному відношенні ізолюючими плівками із немагнітного матеріалу, котрий одночасно є механічною зв'язкою. Найбільш широко застосовуються магнітодіелектрики на основі альсифера та карбонільного заліза.

Магнітодіелектрики на основі альсифера. Альсифер являє собою сплав алюмінію (6-8 %), кремнію (9-11 %), та заліза.

Переваги: температурний коефіцієнт магнітної проникності в залежності від вмісту кремнію та алюмінію може бути меньше, більше або дорівнювати нулю; дешевий.

Магнітодіелектрики на основі карбонільного заліза. Карбонільне залізо отримується шляхом термічного розкладу пентакарбонілу заліза Fe(CO)₅. При цьому в залежності від умов розкладу можна отримати залізо різного виду: порошкоподібне, губчасте та iн.

Вiдомi магнiтодiелектрики на основi пермалоїв. Для їх виробництва використовуються порошки з молiбденового пермалою.