Порошковые магнитотвердые материалы
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сплавы системы Fe – Ni – Al получают спеканием порошков металлов при 1300  в атмосфере аргона или ино защитной атмосфере. Для обеспечения высоких значений Br и max сплавы не должны быть пористыми. Порошки используют мелкодисперсные и желательно неравноосные. Магнитные свойства порошковых сплавов (после тех же видов термической и термомагнитной обработки, которые применяют и для литых сплавов) приведены в табл. 10.2. такие сплавы используют для мелких и точных по размеру магнитов. По составу порошковые сплавы близки к литым, но по магнитным свойствам несколько уступают им.

Таблица 10.2. Магнитные свойства порошковых сплавов системы Fe – Ni – Al для изготовления магнитов

 


 

Магнитотвердые ферриты также получают спеканием порошков оксидов FeO, BaO, CoO. По своим магнитным свойствам ( max и особенно Br) они уступают литым сплавам, однако, будучи диэлектриками, могут использоваться как постоянные магниты в высокочастотных магнитных полях без тепловых потерь. Значение H с у ферритов значительно выше, чем у литых сплавов. Это результат наличия в структуре однодоменных неравноосных частиц оксидов (рис. 10.6). Свойства некоторых ферритов бария и кобальта приведены в табл. 10.3.

 

Число, стоящее в марке на первом месте, определяет значение (B х H х)max = 2 max; буквы Б и К указывают металл в оксиде; буквы И и А соответственно означают изотропный или анизотропный феррит. Трехзначное число в конце марки равно коэрцитивной силе H сМ, определенной по намагниченности М.

Таблица 10.3. Магнитные свойства бариевых и кобальтовых ферритов для изготовления магнитов


Высокое значение коэрцитивной силы H сМ, определенной по намагниченности М, у бариевых ферритов связано с большой константой анизотропии К и анизотропией формы порошков. Диаметр однодоменной частицы у ферритов бария составляет 1,5 мкм, что позволяет придавать им некоторую неравноосность. Такие ферриты имеют высокую структурную и магнитную стабильность. Прессование порошков в магнитном поле делает ферриты анизотропными, так как векторы намагниченности Мs ориентируются вдоль поля.

Кобальтовые ферриты уступают бариевым в значении константы анизотропии. Кроме того, диаметр однодоменной частицы в них очень мал – 0,1 мкм, что осложняет их получение, в особенности, в неравноосной форме. Промышленные анизотропные кобальтовые ферриты уступают по магнитным свойствам бариевым ферритам. Достоинством их является большая температурная стабильность.

Магниты также изготовляют из кристаллов промежуточных редкоземельных металлов с кобальтом, состав которых отвечает формулам RCo 5 и R 2 Co 17, где R – редкоземельный металл (самарий Sm, празеодим Pr, иттрий Y).

Технология изготовления магнитов из соединений с редкоземельными металлами является сложной, но это единственный путь достижения исключительно больших значений магнитной энергии: от 55 – 72,5 кДж/м3 для материалов на основе сплавов системы Sm – Co и до 250 – 400 кДж/м3 для материалов на основе соединения Nd 2 Fe 14 B. Это достигается переработкой порошков, частицы которых являются монокристаллическими и имеют размеры, близкие к критическому размеру домена 3 – 10 мкм). Для получения таких порошков сплавы подвергают тонкому размолу. Прессование магнитов из порошков осуществляют в магнитном поле для получения магнитной текстуры. Последующее спекание прессовок в вакууме или инертном газе имеет целью повышение прочности и плотности. Спеченные прессовки отжигают по специальным режимам, чтобы окончательно завершить формирование комплекса магнитных свойств.

Совершенствование технологии производства порошка из сплава Nd 2 Fe 14 B с использованием быстрой закалки расплава (υ 106 )/с) позволило получить частицы удлиненной формы длиной до 200 мкм. Горячее компактирование порошка обеспечило высокую плотность материала и одновременно создало в нем кристаллографическую текстуру. По этой технологии изготовлены магниты с max = 400 кДж/м3, Br = 1,05…1,35Тл и H с = 800…1000кА/м. Дополнительное легирование сплавов типа Nd 2 Fe 14 B такими элементами, как Dy , Cd , Co , Al , Mn, используют для расширения диапазона значений магнитных характеристик и повышения их стабильности.

Ниже приведены значения константы анизотропии К, намагниченности насыщения М s при 20  и расчетные значения коэрцитивной силы H сМ:

 

Видно, что значение К у таких фаз на два порядка больше, чем у железа. Это дает основание считать, что процесс размагничивания идет в результате вращения векторов намагничивания и H сМ определяется кристаллографической анизотропией. Названные соединения редкоземельных металлов с кобальтом имеют кристаллические решетки с пониженной симметрией (гексагональная или тетрагональная), что и определяет большие значения К и H сМ.

Магнитные характеристики серийных сплавов редкоземельных металлов приведены в табл. 10.4.

 

Таблица 10.4. Магнитные свойства спеченных сплавов на основе редкоземельных металлов (ГОСТИ 21559-76)


Значения коэрцитивной силы H сМ таких сплавов на порядок меньше расчетных, но выше, чем у бариевых и кобальтовых ферритов в 4 – 5 раз. Кривые размагничивания опытного анизотропного сплава из редкоземельных металлов (рис. 10.7) показывают значения и , равные 1320 и 808 кА/м соответственно при max =104 кДж/м3.

 

 

 








Дата: 2019-02-18, просмотров: 3830.