Класификация и основни характеристики на магнитните материали

Всички вещества в природата са магнитни вещества, знаейки, че притежават определени магнитни качества и взаимодействат по специален начин с външното магнитно поле.

Магнитният материал се отнася до материалите, използвани в машиностроенето, като се има предвид
техните магнитни параметри. Магнитните характеристики на дадено вещество зависят от магнитните параметри на наночастиците, структурата на атомите и молекулите.

Систематизация на магнитни материали

Магнитните материали са разделени на слабо магнитни и силно магнитни.

Диамагнитните и парамагнетичните се наричат ​​слабо магнитни.

За силно магнитни - феромагнити, които на свой ред могат да бъдат магнитно меки и магнитно твърди. Формално разликата в магнитните параметри на материалите може да се характеризира с относителна магнитна пропускливост.

Диамантите са материали, чиито атоми (йони) не притежават получения магнитен момент. Навън диамагнитите се проявяват в това, че са изтласкани от магнитното поле. Те включват цинк, мед, злато, живак и други материали.

Парамагнитите са материали, чиито атоми (йони) притежават резултантния магнитен момент, който не зависи от външното магнитно поле. Отвън парамагнитите се проявяват, като се вкарват в неравномерно магнитно поле. Те включват алуминий, платина, никел и други материали.

Феромагнитите се отнасят до материали, в които правилното (вътрешно) магнитно поле може да превиши стотици хиляди пъти външното магнитно поле, което го е причинило.

Въпреки че някои феромагнитни тяло е разделена на домейни - малки области на спонтанна магнетизация. При отсъствието на външно магнитно поле, посоките на магнетизиращите вектори на различни домейни не съвпадат и получената магнетизация на цялото тяло може да бъде нула.

Има три вида процеси на магнетизиране на феромагнитите:

1. Процес на обратимо изместване на магнитни домейни. В този случай границите на домейна се преместват по-близо до посоката на външното поле. Когато полето се премахне, домейните се преместват в обратна посока. Областта на изместване на обратими домени се намира в началната част на магнетизиращата крива.

2. Процес на необратимо изместване на магнитни домейни. В този случай изместването на границите между магнитните домейни не се премахва, когато магнитното поле се снижи. Първоначалните позиции на домейни могат да бъдат постигнати в процеса на ремагнетизация.

Необратимо изместване на границите на домейна води до появата на магнитна хистерезис - забавянето на магнитната индукция от силата на полето.

3. Процеси на ротация на домейни. В този случай прекратяването на процесите на преместване на границите на домейна води до техническо насищане на материала. В областта на насищане всички домейни се завъртат в посока на полето. Хистерезисният цикъл, който достига областта на насищане, се нарича граница.

Ограничаващият хистерезисен контур има следните свойства: Bmax - индукция на насищане - Br - остатъчна индукция - Hc - забавяща (принудителна) сила.

Материали с ниски стойности на Hc (тясна хистерезисна линия) и висока магнитна пропускливост се наричат ​​магнитно меки.

Материали с големи стойности на Hc (широка хистерезисна линия) и ниска магнитна пропускливост се наричат ​​магнитно твърди.

Когато феромагнитът се ремагнетизира в променливи магнитни полета, винаги се наблюдават топлинни загуби на енергия, с други думи, материалът се нагрява. Тези загуби се оправдават от загуби поради хистерезис и загуби от вихрови токове. Хистерезисните загуби са пропорционални на зоната на хистерезисната верига. Загубата на вихрови токове зависи от електронното съпротивление на феромагнита. Колкото по-висока е съпротивлението, толкова по-малка е загубата на вихрови токове.

Магнито меки и магнитно твърди материали

Меките магнитни материали включват:

1. На техническо ниво, чисто желязо (електрическа нисковъглеродна стомана).

2. Електротехнически силициеви стомани.

3. желязо-никел и желязо-кобалтови сплави.

4. Магнетично меки ферити.

Магнитните характеристики на нисковъглеродната стомана (на техническо ниво на чистото желязо) зависят от съдържанието на примеси, пречупването на кристалната решетка в резултат на деформация, размера на зърното и топлинната обработка. Поради ниското специфично съпротивление на техническо ниво, чистото желязо в електротехниката се използва доста от време на време, основно за постоянни сърцевини на магнитния поток.

Електротехническата силициева стомана е основният магнитен материал за масово използване. Това е сплав от желязо със силикон. Допингът със силиций може да намали принудителната сила и да увеличи съпротивлението, с други думи, да намали загубата на вихрови токове.

Електрически ламарина, предоставени на отделни листове или рула и стоманената лента доставя изключително ролки - са междинни продукти, създадени за производство на магнитни ядра (сърцевини),.

Магнитните ядра се формират или от отделни плочи, получени чрез щамповане или рязане, или чрез залепване от ленти.

Желязо-никелови сплави се наричат ​​пермалолит. Те притежават голяма първоначална магнитна пропускливост в областта на слабите магнитни полета. Permalloys се използват за ядра на компактни силови трансформатори, дросели и релета.

Феритите са магнитна керамика с огромна специфична устойчивост, 1010 пъти по-голяма от съпротивлението на желязото. Феритите се използват във високочестотни схеми, защото тяхната магнитна пропускливост всъщност не намалява с нарастваща честота.

Недостатък на феритите е тяхната ниска индукция на насищане и ниска механична якост. Тъй като феритите обикновено се използват в електрониката с ниско напрежение.

За магнитно твърдите материали са:

1. Извличане на магнитно-твърди материали на основата на Fe-Ni-Al сплави.

2. Прахообразни магнитно твърди материали, получени чрез пресоване на прахове със следната топлинна обработка.

3. Магнетит-твърд ферит. Магнетично твърдите материали са материали за постоянни магнити, използвани в електрически двигатели и други електрически устройства, в които се изисква непроменливо магнитно поле.