Материал: Основы механики

Магнитно-твердые материалы

Общие сведения. По составу, состоянию и способу получения магнитно-твердые материалы подразделяются на:

• 1) легированные стали, закаливаемые на мартенсит,
• 2) литые магнитно-твердые сплавы,
• 3) магниты из порошков,
• 4) магнитно-твёрдые ферриты,
• 5) пластически деформирующие сплавы и магнитные ленты.

Характеристиками материалов для постоянных магнитов служат коэрцитивная сила, остаточная индукция и максимальная энергия, отдаваемая магнитом во внешнее пространство. Магнитная проницаемость материалов для постоянных магнитов ниже, чем магнитно-мягких материалов, причем, чем выше коэрцитивная сила, тем меньше магнитная проницаемость.

Магнит в замкнутом состоянии (в виде тороида) не отдает энергию во внешнее пространство. При наличии воздушного зазора между полюсами возникает отдача энергии в пространство, величина которой зависит от длины зазора, причем индукция Вl, в промежутке будет меньше остаточной индукции Вr вследствие размагничивающего действия полюсов магнита. Энергия, заключенная в единице объема воздушного зазора, может быть выражена следующим равенством:

(1.22)

где Hl -- напряженность поля, соответствующая индукции Вl.

Чем меньше длина магнита и чем относительно больше зазор, тем больше размагничивающее поле полюсов и тем меньше Вl. При замкнутом магните Bl = Br, причем энергия равна нулю, так как Hl = 0. если зазор между полюсами очень велик, то энергия при этих условиях также стремится к нулю, так как Bl = 0, Hl = Hc. При некоторых значениях BL и HL энергия достигает максимума, что видно:

(1.23)

определяет наилучшее использование магнита и тем самым является наиболее важной характеристикой качество материалов для постоянных магнитов. Нередко для характеристики таких материалов приводит произведение BLHL или коэффициент выпуклости кривой размагничивания материала:

(1.24)

Постоянные магниты имеет самое широкое применение. Они разнообразны по конструкции, по габаритам.

Контрольные вопросы:

• 1. Общие сведения о магнитных свойствах материалов.
• 2. Магнитно-мягкие материалы.
• 3. Магнитно-твердые материалы.

Глоссарий

Акцепторы - примеси, захватывающие электроны из валентной зоны полупроводника.

Донорная примесь - примеси, поставляющие электроны в зону проводимости.

Домены - области в веществах с самопроизвольной поляризацией, обладающие электрическим моментом ещё в отсутствие внешнего поля.

Лак - твердеющий материал, в процессе изготовления используется в жидком виде, но в готовой, работающей изоляции находится уже в твердом состоянии.

Компаунд - твердеющий материал, в процессе изготовления используется в жидком виде, но в готовой, работающей изоляции находится уже в твердом состоянии, отличается от лаков отсутствием в составе растворителя.

Пластмасса - характеризуется способностью под влиянием внешнего давления (часто при нагреве) приобретать определенную форму.

Диэлектрики - это материалы, у которых запрещенная зона настолько велика, что электронной электропроводности в обычных условиях не наблюдается.

Полупроводники - вещества с более узкой запрещенной зоной, которая может быть преодолена за счет внешних энергетических воздействий.

Проводники - материалы, у которых заполненная электронами зона вплотную прилегает к зоне свободных энергетических уровней или даже перекрывается ею.