Класифікація феромагнітних матеріалів

Феромагнітні матеріали розділяють на групи:

1 Магніто-м’які. Мають високу магнітну проникність (тобто при відносно

малих значеннях напруженості магнітного поля повинні бути великі величини магнітних індукцій) й малу коерцитивну силу (нижче 400 А/м). В результаті чого з таких матеріалів виготовляють осердя електромагнітів, полюсні наконечники, використовуються в електромагнітних пристроях із змінними полями. Ці матеріали мають найвужчу петлю гістерезису - дуже малі площа та втрати на перемагнічування. До цієї групи відносяться технічне залізо й низьковуглецеві сталі, листові електротехнічні сталі, пермалої, оксидні феромагнетики (ферити й оксифери), альсифери, магнетити.

Технічне залізо з домішкою вуглецю до 0,04%, вуглецеві сталі й чавун використовують для магнітопроводів, які працюють в умовах постійних магнітних полей.

Електротехнічні сталі - це сплави заліза з кремнієм (1÷4%). Кремній покращує властивості технічного заліза: збільшується магнітна проникність, зменшується коерцитивна сила та втрати енергії від гістерезису та віхрових струмів.

Серед магнітом’яких матеріалів особливе значення придбали магнітодіелектрики. Вони дуже добро проводять магнітні потоки, але володіють малою електропровідністю, що значно знижує в них втрати енергії при змінних струмах високої частоти. Магнітодіелектрики виготовляються з мілкого залізного порошку, частки якого зв’язані електроізолюючим лаком.

Альсифер володіє початковою відносною магнітною проникністю 35000, максимальною відносною магнітною проникністю 110000, магнітною індукцією насиченості 1,5 Тл. Пермалої - це сплави різного відсоткового складу заліза та нікелю. Також можуть бути невеликі домішки хрому, кремнію, алюмінію, молібдену. Мають високу магнітну проникність (більше ніж у електротехнічної талі в 10÷15 раз).

Ферити - це окис заліза з металами - нікелем, цинком…Ферити завдяки великому питомому опору є напівпровідниками. Втрати в них на вихрові струми при високих частотах відносно малі. Ферити були розроблені руським професором Г.А.Займовським. Магнетит - це ферит, який не містить ніяких інших металів, окрім заліза - це окис заліза Fe₃O₄.

2 Магніто-тверді. Мають невелику магнітну проникність, високу залишкову

магнітну індукцію й велику коерцитивну силу. Тобто, мають широку петлю гістерезису. Використовують для виготовлення постійних магнітів.

До магніто-твердих матеріалів відносяться вуглецеві, вольфрамові, хромисті та кобальтові сталі з коерцитивною силою 5000 ÷ 8000 А/м і залишковою індукцією 0,8 ÷ 1 Тл. Вони володіють ковкістю, піддаються прокатці, механічній обробці й випускаються у вигляді смуг чи листів.

Займовський розробив ряд залізо-нікелево-алюмінієвих сплавів з високими магнітними властивостями. До них відносяться альні, альнісі й альніко з коерцитивною силою 20000 ÷ 60000 А/м і залишковою індукцією 0,4 ÷ 0,7 Тл. Ці сплави нековкі матеріали, тому магніти з них отримають шляхом їх відливки чи спікання.

До нових магніто-твердих матеріалів з покращеними магнітними властивостями відносяться сплави платини з залізом чи кобальтом. Постійні магніти, виготовленні з залізо-нікелево-алюмінієвих, платиново-кобальтових чи платиново-залізних сплавів, володіють відносно великою енергією. Наприклад, в 1 см³ постійного магніту, виготовленого з магніко, утримується магнітної енергії у 15 разів більше ніж у постійному магніту з вольфрамової сталі. Тому постійні магніти з цих сплавів менше за розмірами, що дуже важливо при конструюванні електромагнітних механізмів.