Магнитомягкие материалы

Используются для постоянного и НЧ магнитного поля.

Они отличаются высокой магнитной проницаемостью, большой индукцией насыщения и малой коэрцитивной силой. График зависимости магнитной индукции от напряжённости магнитного поля:

Рисунок 50

Индукция насыщения – точка, в которой все домены ориентированы по полю. Её величина показывает, какой магнитный поток может протекать через заданную площадь поперечного сечения магнитопровода. Чем больше В, тем больше магнитный поток и тем меньше геометрические размеры магнитной системы.

Наличие петли гистерезиса определяет величину потерь энергии при перемагничивании. Таким образом, магнитомягкие материалы – материалы, способные пропускать большой магнитный поток через малую площадь с относительно небольшими потерями при перемагничивании.

Типичные представители: железо и низкоуглеродистые стали. Они являются основными компонентами большинства магнитных систем.

Магнитные свойства железа существенно зависит от количества и состава примесей и от структуры материала.

Железо обладает самой большой индукцией насыщения – 2,2Тл.

Особо чистое железо с концентрацией примесей менее 0,05% может быть получено двумя способами:

1.Электролиз из раствора сернокислого или хлористого железа, в результате которого получается порошок, в дальнейшем подвергается вакуумной плавке.

2.Переработка пента карбоната железа Fe(CO)₅. Под действием температуры он разлагается по схеме:

Fe(CO)₅ Fe+5CO_(г)

В результате получается карбонильное железо, представляющее собой мелкодисперсный порошок, удобный для изготовления прессованных деталей (сердечников).

Примеси относительно слабо влияют на магнитные свойства железа, если их концентрация ниже предела растворимости. Следовательно, вредными примесями являются те, которые плохо растворяются в железе: С, O, N, S. Из-за плохой растворимости при охлаждении расплава они выделяются в виде фаз, затрудняющих смещение доменных границ, что мешает намагниченности до насыщения.

Помимо примесей на магнитные свойства влияет структура вещества, то есть размер кристаллитов, их взаимная ориентация, число границ зёрен в единице объёма и т.д.

Чистое железо обычно применяется только для магнотопроводов постоянного тока (для постоянных магнитов), так как оно имеет хорошую проводимость, и переменные поля возбуждают в нём сильные вихревые токи, что говорит о больших потерях в таком магнитопроводе.