МАГНИТНО-МЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ, магнитные материалы, к-рые намагничиваются до насыщения и перемагничивают-ся в относительно слабых магнитных полях напряжённостью Н ~ 8-800 а/м (0,1 - 10 э). При темп-pax ниже Кюри точки (у армко-железа, напр., до 768 °С) М.-м. м. спонтанно намагничены, но внешне не проявляют магнитных свойств, так как состоят из хаотически ориентированных намагниченных до насыщения областей (доменов). М.-м. м. характеризуются высокими значениями магнитной проницаемости - начальной na~102-105 и максимальной nmax ~ 103 - 106. Коэрцитивная сила Нc М.-м. м. колеблется от 0,8 до 8 а/м (от 0,01 до 0,1 э), а потери на магнитный гистерезис очень малы ~ 1-103дж/м3 (10-104эрг/см3) на один цикл перемагничивания. Способность М.-м. м. намагничиваться в слабых магнитных полях обусловлена низкими значениями энергии магнитной кристаллич. анизотропии, а у нек-рых из них (напр., у М.-м. м. на основе Fe - Ni, у нек-рых ферритов) также низкими значениями магнитострикции. Это связано с тем, что намагничивание происходит в результате смещения границ между доменами, а также вращения вектора намагниченности доменов. Подвижность границ, способствующая намагничиванию, снижается в случае присутствия в материале различных неоднородностей и напряжений, изменяющих энергию границ при их смещении. Поэтому свойствами М.-м. м. обладают также магнитные материалы, имеющие значит, энергию магнитной кристаллич. анизотропии, но в к-рых отсутствуют (вернее, присутствуют в малых количествах) вредные примеси внедрения (углерод, азот, кислород и др.), дислокации и др. дефекты, искажающие кристаллич. решётку, а также включения в виде др. фаз или пустот размером существенно больше параметров решётки. Однако процесс вращения вектора намагниченности в таких материалах требует приложения более сильных полей. Получение таких малодефектных материалов связано с большими технологическими трудностями. К М.-м. м. принадлежат ряд сплавов (напр., перминвары) и нек-рые ферриты с малой энергией магнитной кристаллич. анизотропии, но с хорошо выраженной одноосной анизотропией, к-рая формируется при отжиге материала в магнитном поле. Некоторые М.-м. м. (например, пермендюр) имеют слабую анизотропию, но большие значения магнитострикции.
По назначению М.-м. м. подразделяют на 2 группы: материалы для техники слабых токов и электротехнич. стали. Важнейшими представителями М.-м. м., применяемых в технике слабых токов, являются бинарные и легированные сплавы на основе Fe - Ni (пермаллои), имеющие низкую Нс ~ 0,01 э и очень высокие na (до 105) и nmax (до 106). К этой же группе относятся сплавы на основе Fe - Со (напр., пермендюр), к-рые среди М.-м. м. обладают наивысшими точкой Кюри (950-980 °С) и значением магнитной индукции насыщения Bs, достигающей 2,4*104 гс (2,4 тл), а также сплавы Fe - А1 и Fe - Si - Al. Для работы при частотах до 10sгц используются сплавы на Fe - Со - Ni основе с постоянной магнитной проницаемостью, достигаемой термич. обработкой образцов в поперечном магнитном поле, к-рое формирует индуцированную одноосевую анизотропию (кристаллич. магнитная анизотропия при этом должна быть как можно меньше). Постоянство магнитной проницаемости (в пределах 15%) сохраняется при индукциях до 8000 гс и обеспечивается тем, что при намагничивании таких М.-м. м. процесс вращения является доминирующим. В области частот 104-108гц нашли применение магнитодиэлектрики, представляющие собой тонкие порошки карбонильного железа, пермаллоя или альсифера, смешанные с к.-л. диэлектрической связкой.
Широко применяются в технике слабых токов смешанные ферриты (напр., соединение из цинкового и никелевого ферритов), а также ферриты-гранаты, кристаллич. структура к-рых одинакова с природными гранатами. Для них характерно исключительно высокое электрическое сопротивление и практическое отсутствие скин-эффекта. Ферриты-гранаты применяются при очень высоких частотах (если невелики диэлектрические потери).
Магнитно-мягкие сплавы выплавляют в металлургич. печах, для придания необходимой формы слитки подвергают ковке или прокатке. Ферриты получают спеканием окислов металлов при высоких темп-pax, изделия прессуют из порошка (для чего феррит размалывают) и обжигают. Из магнитно-мягких сплавов изготавливают сердечники трансформаторов (микрофонных, выходных, переходных, импульсных и др.), магнитные экраны, элементы памяти ЭВМ, сердечники головок магнитной записи; из ферритов, кроме того,- магнитные антенны, волноводы и др.
К электротехническим сталям относятся сплавы на основе железа, легированные Si (0,3-6% по массе); сплавы содержат также 0,1- 0,3% Мп. Стали вырабатываются горячекатаные - изотропные, и холоднокатаные - текстурованные. Потери энергии при перемагничивании текстурованной стали ниже, а магнитная индукция выше, чем горячекатаной. Электротехнические стали применяют в производстве генераторов электрического тока, трансформаторов, электрических двигателей и др.
Для улучшения магнитных свойств все холоднокатаные магнитно-мягкие сплавы и стали подвергают термич. обработке (при 1100-1200 °С) в вакууме или в среде водорода. Сплавы Fe-Со, Fe-Ni и Fe-Al склонны упорядочивать структуру при темп-рах 400-700 °С, поэтому в этой области темп-р для каждого сплава должна быть своя скорость охлаждения, при к-рой создаётся нужная структура твёрдого раствора.
К М.-м. м. спец. назначения относятся термомагнитные сплавы, служащие для компенсации температурных изменений магнитных потоков в магнитных системах приборов, а также магнитострикционные материалы, с помощью к-рых электромагнитная энергия преобразуется в механич. энергию.
Основные характеристики важнейших магнитно-мягких материалов
Марка материала
Основной состав, % (по массе)
Bs*10-3,
гс
Tr,oC
p-10B, ом*см
Umax*10-3
гс/э
Uмах*10-3,
гс/э
Hc, з
Потери на гистерезис при В=5000 гс, эрг/см3
80 НМ (супермаллой)
80Ni, 5Mo, ост. Fe
8
400
55
100
1000
0,005
10
79 НМ (молибденовый пермаллой)
79Ni, 4Мо, ост. Fe
8
450
50
40
200
0,02
70
50 Н
50Ni, ост. Fe
15
500
45
5
40
0,1
150
50 НП
50Ni, ост. Fe
15
500
45
Br/Bm=0,95
100
0,1
600 (при В= = 15000 гс)
40 НКМП (перминвар прямоугольный)
40Ni, 25Co, 4Mo, OCT. Fe
14
600
63
Br/Bm=0,95
600
0,02
200 (при В= = 14000 гс)
40 НКМЛ (перминвар линейный)
40Ni, 25Co, 4Mo, OCT. Fe
14
600
63
2
2,0+ (<15%)
-
47 НК (перминвар линейный)
47Ni, 23Co, OCT. Fe
16
650
20
0,9
0,90 + (<15%)
-
-
49 КФ- ВИ (пермендюр) .
49Co, 2V, OCT. Fe
23,5
980
40
1
50
0,5
5000
16 ЮХ
16A1, 2Cr, ост, Fe
7
340
160
10
80
0,03
100
10 СЮ (сендаст)
9,5Si, 5.5A1, ост, Fe
10
550
80
35
100
0,02
30
Армко-железо
l00Fe
21,5
768
12
0,5
10
0,8
5000
Э 44
4Si, OCT. Fe
19,8
680
57
0,4
10
0,5
1200
Э 330
3,5Si, ост, Fe
20
690
50
1,5
30
0,2
350
Ni- Zn феррит
(Ni ,Zn) О Fe2O3
2-3
500-150
10"
0,05-0,5
1,5-0,5
-
Mn- Zn феррит
(Mn, Zn)O-Fe2O3
3,5-4
170
107
1
2,5
0,6
-
Примечание: na и nтах - начальная и максимальная магнитные проницаемости магнитно-мягких материалов; Tk - темп-pa Кюри; р- электрическое сопротивление; Нс- коэрцитивная сила; Bs, Вrи Вт - индукция насыщения, остаточная и максимальная в поле 8-10 э.
1 Кристаллически текстурован. 2 После обработки в продольном магнитном поле. 3 После обработки в поперечном магнитном поле. 1 гс = 10-4 тл; 1 э = 79,6 а/л.
В табл. приведены характеристики наиболее распространённых М.-м. м. Лит, см. при ст. Магнитные материалы. И. М. Пузей.
Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»
Магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магнитных полях напряжённостью Н Магнитно-м... смотреть
магнитные материалы (ферромагнетики), к-рые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магн. полях напряжённостью H... смотреть