Магнитотвердые материалы.

Общие сведения Основные характеристики: Hc > 4 кА/м, Br и максимальная удельная магнитная энергия WM, отдаваемая материалом в пространство.

Применяют для изготовления постоянных магнитов — источников постоянных магнитных полей, используемых в различной аппаратуре, устройствах электромагнитной записи, фокусирующих устройствах для телевизоров, микрофонах, электроизмерительных приборах, микроэлектронике, СВЧ-приборах и т.д. По сравнению с электромагнитами постоянного тока имеют ряд преимуществ, главные из которых: повышенная работоспособность; экономия материалов и потребления энергии; экономическая и техническая выгода применения.

Если постоянный магнит в виде кольцевого сердечника, то он практически не отдает энергию во внешнее пространство, так как почти все магнитные силовые линии замыкаются внутри него, поэтому магнитное поле вне сердечника практически отсутствует. Чтобы использовать магнитную энергию постоянных магнитов, нужно в замкнутом магнитопроводе создать воздушный зазор определенного размера, тогда на образовавшихся концах возникнут полюсы, создающие размагничивающее поле с напряженностью, Hd снижающее B внутри магнита до . Bd < Br Остаточная индукция Br характеризует материал в том случае, когда магнит находится в замкнутом состоянии и предварительно был намагничен до состояния технического насыщения ( Bs ).

На рисунке 9.21 приведены кривые, характеризующие свойства магнитотвердого материала при размагничивании, для случая, когда образец материала был предварительно намагничен до состояния технического насыщения (B = Bs)). Кривая I — кривая размагничивания на участке гистерезисной петли, расположенной во втором квадранте и кривая II — кривая изменения магнитной энергии в воздушном зазоре.

Удельная энергия Wd магнитного поля в единице объема воздушного зазора магнита:

где Bd и Hd принадлежат т. D, расположенной на кривой размагничивания.

При изменение величины воздушного зазора точка. D будет перемещаться на кривой размагничивания и значения Bd Hd, и Wd будут изменяться. Если зазор между полюсами отсутствует, то, Bd = Br а Wd → 0, так как = 0. Hd Если зазор очень велик, то Wd → 0, так как = 0, Bd а . Hd = Hc

При некоторых значениях Bd и, Hd равных наибольшим значениям (Bmax и Hmax), удельная магнитная энергия достигнет максимального значения :

Коэффициент выпуклости кривой размагничивания материала:

При увеличении прямоугольности петли гистерезиса коэффициент выпуклости приближается к единице. Чем больше Br и Hc материала, тем больше. Wм

Для получения высокой коэрцитивной силы в магнитных материалах кроме выбора химического состава используют технологии, оптимизирующие кристаллическую структуру и затрудняющие процесс перемагничивания — это закалка сталей на мартенсит, дисперсионное твердение сплавов, создание высоких внутренних механических напряжений, посторонних включений при высокой магнитострикции и других. В результате затрудняются процессы смещения доменных границ. У высококоэрцитивных сплавов магнитная текстура создается путем их охлаждения в сильном магнитном поле.