Магнитно-твёрдые материалы

магнитно-жёсткие (высококоэрцитивные) материалы, Магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряжённостью в тысячи и десятки тысяч а/м (102—103 э). М.-т. М. Характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы (См. Коэрцитивная сила) Hc, остаточной индукции Br, магнитной энергии (BH) max на участке размагничивания — спинке петли Гистерезиса (см. Таблицу). После намагничивания М.-т. М. Остаются магнитами постоянными (См. Магнит постоянный) из-за высоких значений Br и Hc. Большая коэрцитивная сила М.-т. М. Может быть обусловлена следующими причинами. 1) задержкой смещения границ доменов (См. Домены) благодаря наличию посторонних включений или сильной деформации кристаллической решётки.

2) выпадением в слабомагнитной матрице мелких однодоменных ферромагнитных частиц, имеющих или сильную кристаллическую анизотропию, или анизотропию формы. М.-т. М классифицируют по разным признакам, например, по физической природе коэрцитивной силы, по технологическим признакам и другим. Из М.-т. М. Наибольшее значение в технике приобрели. Литые и порошковые (недеформируемые) магнитные материалы типа Fe — Al — Ni — Со. Деформируемые сплавы типа Fe — Со — Mo, Fe — Со — V, Pt — Со. Ферриты (гексаферриты и кобальтовый феррит). В качестве М.-т. М. Используются также соединения редкоземельных элементов (особенно лёгких) с кобальтом. Магнитопласты и магнитоэласты из порошков ални, альнико, ферритов со связкой из пластмасс и резины (см.

Магнитодиэлектрики), материалы из порошков Fe, Fe — Со, Mn — Bi, SmCo5. Высокая коэрцитивная сила литых и порошковых М.-т. М (к ним относятся материалы типа альнико, магнико и другие) объясняется наличием мелкодисперсных сильномагнитных частиц вытянутой формы в слабомагнитной матрице. Охлаждение в магнитном поле приводит к предпочтительной ориентации у этих частиц их продольных осей. Повышенными магнитными свойствами обладают подобные М.-т. М., представляющие собой монокристаллы или сплавы, созданные путём направленной кристаллизации (См. Кристаллизация) [их максимальная магнитная энергия (BH) max достигает 107 гс·э]. М.-т. М. Типа Fe — Al — Ni — Со очень тверды, обрабатываются только абразивным инструментом или электроискровым методом, при высоких температурах их можно изгибать.

Изделия из таких М.-т. М. Изготавливаются фасонным литьём или металлокерамическим способом. Деформируемые сплавы (важнейшие из них — комолы и викаллои) более пластичны и значительно легче поддаются механической обработке. Дисперсионно-твердеющие сплавы типа Fe — Со — Mo (комолы) приобретают высококоэрцитивное состояние (магнитную твёрдость) в результате отпуска после закалки, при котором происходит распад твёрдого раствора и выделяется фаза, богатая молибденом. Сплавы типа Fe — Со — V (викаллои) для придания им свойств М.-т. М, подвергают холодной пластической деформации с большим обжатием и последующему отпуску. Высококоэрцитивное состояние сплавов типа Pt — Со возникает за счёт появления упорядоченной тетрагональной фазы с энергией анизотропии 5·107 эрг/см3.

Из литых, порошковых и деформируемых М.-т. М. Изготавливают постоянные магниты, используемые в измерительных приборах (например, амперметрах и вольтметрах постоянного тока), в микродвигателях и гистерезисных электрических двигателях, в часовых механизмах и др. К М.-т. М. Относятся гексаферриты, то есть ферриты с гексагональной кристаллической решёткой (например, BaO·6Fe2O3, SrO·6Fe2O3). Кроме гексаферритов, в качестве М.-т. М. Применяется феррит кобальта CoO·Fe2O3 со структурой Шпинели, в котором после термической обработки в магнитном поле формируется одноосевая анизотропия, что и является причиной его высокой коэрцитивной силы. Магнитно-твёрдые ферриты применяются для работы в условиях рассеянных магнитных полей и в СВЧ-диапазоне.

Изделия из ферритов изготовляют методами порошковой металлургии (См. Порошковая металлургия). Основные характеристики важнейших магнито-твердых материалов -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Марка материала  | Основной состав, %  | Br·10–3, гс | Hc, э | (BH)max, Мгс·э | | | (по массе) | |  | | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | У13  | 1,3C, ост. Fe | 8  | 60 | 0,22 | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Е7В6 | 0,7C, 0,4Cr, 5,7W, 0,4Si, ост. Fe | 10,4 | 68 | 0,36 | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | ЕХ9К15М  | 1C, 9Cr, 15Co, 1,5Mo, ост. Fe | 8,2 | 160 | 0,55 | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 12КМВ12 (комол) | 12Co, 6Mo, 12W, ост. Fe  | 10,5 | 250 | 1,1  | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | ЮНД4 (ални)  | 25Ni, 12Al, 4Cu, ост. Fe | 6,1 | 500 | 0,9  | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | ЮНДК24 (магнико) | 14Ni, 8Al, 24Co, 3Cu, ост. Fe | 12,3 | 600 | 4 | |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | ЮНДК35Т5ВА (тиконал) | 14Ni, 8Al, 35Co, 3Cu, 5Ti, Nb.