- •1. Магнитные материалы
- •1.1. Магнитные характеристики
- •1.2. Классификация веществ по магнитным свойствам
- •1.3. Природа ферромагнетизма
- •1.4. Доменная структура
- •1.5. Намагничивание магнитных материалов. Кривая намагничивания
- •1.6. Магнитный гистерезис
- •1.11. Электрические свойства магнитных материалов
- •1.12. Классификация магнитных материалов
- •2. Магнитомягкие материалы
- •2.1. Технически чистое железо
- •2.2. Электротехнические стали
- •2.3. Пермаллои
- •2.4. Альсиферы
- •2.5. Магнитомягкие ферриты
- •2.6. Специальные магнитные материалы
- •2.7. Аморфные магнитные материалы (амм)
- •3. Магнитотвердые материалы
- •3.1. Магнитотвердые материалы
- •3.2. Сплавы на основе железа-никеля-алюминия
- •3.3. Металлокерамические магниты
- •3.4. Магнитотвердые ферриты
- •3.5. Сплавы на основе редкоземельных металлов (рзм)
2.6. Специальные магнитные материалы
Материалы с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД) применяются для изготовления запоминающих устройств (ЗУ). Чем меньше НC тем выше быстродействие ЦМД-устройства. Обычно НC должна быть не больше 10 А/м. Основные материалы для ЦМД-устройств представлены в табл. 2.6.
Таблица 2.6
Материал |
Свойства, особенности технологии или применения |
Ортоферриты RFeO3 R-редкоземельный элемент (Y, Sm, Eu, Yb, Er) |
Высокая подвижность доменных границ, прозрачность в красном свете Плотность информации невелика-103-104 бит/см2 |
Ферриты граната R3Fe5O12 |
Плотность информации выше 105-106 бит/см2, но подвижность доменных границ ниже, чем у ортоферритов. Применяются в виде монокристаллических пленок |
Аморфные магнитные пленки сплавов Gd-Со и GdFe |
Плотность информации до 109 бит/см2 Относительно низкая стоимость. Низкая термостабильность и низкое электрическое сопротивление- недостатки |
Гексагональные ферриты BaFe12O19 и др. |
Высокая намагниченность насыщения; субмикронные ЦМД; низкая подвижность ограничивает применение |
2.7. Аморфные магнитные материалы (амм)
Эти материалы являются магнетиками с неупорядоченным расположением атомов, получаются наиболее часто в результате быстрой закалки расплава со скоростью охлаждения 104-106 град/с. Тонкие пленки аморфных материалов с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД) можно получать катодным распылением или вакуумным напылением редкоземельных и переходных металлов.
Металлические аморфные сплавы содержат 75-85% одного или нескольких переходных металлов (Fe, Со, Ni) и 15-25% стеклообразователя, в качестве которого используют бор, углерод, кремний, фосфор.
По магнитным свойствам АММ близки к электротехническим сталям и пермаллоям. Наиболее перспективные сплавы - железоникелевые, высококобальтовые и высокожелезистые. Для получения оптимальных свойств применяют термомагнитную обработку, что позволяет повысить и прямоугольность петли гистерезиса. Магнитные свойства двух промышленных сплавов после термообработки показаны в табл. 2.7.
Таблица 2.7
Марка |
BS, Тл |
μmax |
HC, A/м |
Br / Bs при H, A/м |
ρ, мкО · мм |
45НПР-А |
0,78 |
310000 |
1,6 |
0,93 |
1,4 |
44НМР-А |
0,88 |
750000 |
0,56 |
0,72 |
1,6 |
АММ имеют повышенную твердость и коррозионную стойкость. Удельное сопротивление АММ в 3-5 раз больше, чем у кристаллических.
Применение: магнитные экраны, сердечники малогабаритных трансформаторов, магнитных усилителей, головок магнитозаписывающих устройств.
3. Магнитотвердые материалы
3.1. Магнитотвердые материалы
Применяются в основном для изготовления постоянных магнитов многих устройств в электро- и радиотехнике, автоматике, приборостроении, электронике. По сравнению с электромагнитами постоянного тока имеют ряд преимуществ, главные из которых - повышенная работоспособность, экономия материалов и потребления энергии, экономическая и техническая выгода применения.
Для получения высокой коэрцитивной силы в магнитных материалах, кроме выбора химического состава используют технологии, оптимизирующие кристаллическую структуру и затрудняющие процесс перемагничивания - это закалка сталей на мартенсит, дисперсионное твердение сплавов, создание высоких внутренних механических напряжений, посторонних включений или высокой магнитострикции и др. В результате затрудняются процессы смещения доменных границ. У высококоэрцитивных сплавов магнитная текстура создается путем их охлаждения в сильном магнитном поле.