Магнитотвёрдые материалы

Магнитотвердые материалы в отличие от магнитомягких имеют существенно большую коэрцитивную силу, которая изменяется в пределах от 5×10³ до 5×10⁶ А/м, и площадь петли гистерезиса. Такие магнитные материалы применяются для изготовления по­стоянных магнитов — источников постоянных магнитных полей, которые практически во многих случаях выгоднее, чем электромагнитные.

Постоянные магниты имеют рабочий воздушный зазор; следова­тельно, на разомкнутых концах возникают полюсы, создающие размагничивающее поле с напряженностью H_d, снижающее индук­цию внутри магнита до B_d, которая меньше остаточной индукции B_г. Остаточная индукция B_г, характеризует материал в том слу­чае, если магнит находится в замкнутом состоянии и предваритель­но намагничен до насыщения в сильном внешнем магнитном поле.

Рисунок 5.5-Кривые, характеризующие свойства магнитотвёрдых материалов.

На рисунке 5.5 приведены кривые, характеризующие свойства магнитотвердых материалов: кривая размагничивания (1) участок гистерезисной петли, расположенный во втором квадрате; кривая энергии магнита в зазоре (2). Удельная магнитная энергия поля создаваемого в воздушном зазоре магнита, определяется выраже­нием:

W_d=B_dH_d/2 (5.9)

Индукция разомкнутого магнита B_d уменьшается с увеличением зазора. При замкнутом магните B_d =B_г, магнитная энергия равна нулю, так как H_d= 0, если зазор между полюсами велик, то напряжённость магнитного поля в зазоре равна коэрцитивной силе материала H_c, а B_d=0; следовательно, и в этом случае магнитная энергия W_d=0. При некоторых значениях B_d и H_d энергия достигает максимального значения:

W_max= B_dmax H_dmax /2 (5.10)

Величина W_max является важ­нейшей при оценке качества ма­териала. Форма кривой размагни­чивания характеризуется коэффи­циентом выпуклости:

g=B H_max / (B_г H_c) (5.11)

Коэффициент выпуклости при­ближается к единице с увеличе­нием прямоугольности петли ги­стерезиса. Максимальная энергия магнита тем больше, чем больше остаточная индукция B_г, коэрци­тивная сила H_с и коэффициент выпуклости g.

Магнитотвердые материалы по составу и способу получения под­разделяют на следующие группы: 1) литые высококоэрцитивные сплавы; 2) металлокерамические материалы; 3) магнитотвердые ферриты; 3) сплавы на основе редкоземельных элементов; 5) прочие магнитотвердые материалы (мартенситные сплавы, пластически деформируемые сплавы и др.).