Магнитного насыщения

При намагничивании магнитного материала переменным полем петля гистерезиса, характеризующая затраты энергии в течение одного цикла перемагничивания, расширяются (увеличивают свою площадь) как за счет потерь на гистерезис, так и потерь на вихревые токи и дополнительные потери. Такую петлю называют динамической, а сумму составляющих потерь - полными потерями. Геометрическое место вершин динамических петель гис-

В металлах, как и во всех кристаллических телах, всегда существует значительное количество дислокаций и дефектов различного происхождения. При движении дислокаций, обусловливающем пластическую деформацию кристалла, происходят дислокационные реакции, сопровождающиеся возникновением точечных дефектов. Образование дефектов сопровождается возникновением упругих напряжений кристаллической решетки. Основной причиной появления этих напряжений является изменение электронной структуры вблизи дефекта. Поля напряжений, создаваемые дефектами кристаллической решетки, взаимодействуют с магнитоупруги-ми полями доменной структуры. Вблизи дислокационных линий могут возникнуть скопления из вакансий или примесных атомов. При значительных концентрациях таких скоплений образуются макроскопические дефекты. На макроскопических дефектах, как правило, имеют место разрывы непрерывности самопроизвольной намагниченности, образуются магнитные заряды. Совокупность доменов и междоменных границ составляет доменную структуру магнитного материала. Взаимодействием этой структуры с дефектами кристаллической решетки и с макроскопическими дефектами, в конечном счете, определяются все структурно-чувствительные свойства магнитных материалов.

Заданный объем магнитного материала (рис. 140) создает в воздушном зазоре определенной величины наиболее сильное поле, если индукции материала В соответ-

магнитного материала (фактор упаковки). Среди других полезных свойств эти магниты имеют небольшой температурный коэффициент Вг, высокую магнитную стабильность, хорошо обрабатываются резанием и паяются.

При намагничивании магнитного материала переменным полем петля гистерезиса, характеризующая затраты энергии в течение одного цикла перемагничивания, расширяются (увеличивают свою площадь) как за счет потерь на гистерезис, так и потерь на вихревые токи и дополнительные потери. Такую петлю называют динамической, а сумму составляющих потерь - полными потерями. Геометрическое место вершин динамических петель гистерезиса называют динамической кривой намагничивания, а отношение индукции к напряженности поля на этой кривой - динамической магнитной проницаемостью и~.

В металлах, как и во всех кристаллических телах, всегда существует значительное количество дислокаций и дефектов различного происхождения. При движении дислокаций, обусловливающем пластическую деформацию кристалла, происходят дислокационные реакции, сопровождающиеся возникновением точечных дефектов. Образование дефектов сопровождается возникновением упругих напряжений кристаллической решетки. Основной причиной появления этих напряжений является изменение электронной структуры вблизи дефекта. Поля напряжений, создаваемые дефектами кристаллической решетки, взаимодействуют с магнитоупруги-ми полями доменной структуры- Вблизи дислокационных линий могут возникнуть скопления из вакансий или примесных атомов. При значительных концентрациях таких скоплений образуются макроскопические дефекты. На макроскопических дефектах, как правило, имеют место разрывы непрерывности самопроизвольной намагниченности, образуются магнитные заряды. Совокупность доменов и междоменных границ составляет доменную структуру магнитного материала. Взаимодействием этой структуры с дефектами кристаллической решетки и с макроскопическими дефектами, в конечном счете, определяются все структурно-чувствительные свойства магнитных материалов.

МАГНИТНАЯ АНТЕННА — рамочная антенна (обычно многовитковая) с сердечником из магнитного материала (чаще магнитодиэлекпгрика или феррита). М. а. применяют преим. для приёма радиоволн в радионавигац. устройствах и особенно широко — в радиовещат. приёмниках.

МАГНИТНАЯ ГОЛОВКА — узел устройства для магнитной записи (стирания) информации или её воспроизведения. Осн. части М. г.: магнитопровод (сердечник) для концентрации магнитного потока и обмотки для возбуждения магнитного потока в магнитопроводе и снятия электрич. сигналов. Сердечник М. г. имеет рабочий зазор (промежуток в неск. мкм, заполненный слюдой, бронзой), обеспечивающий магнитную связь М. г. с носителем записи. Конструктивно М. г. собирают в спец. оправе из немагнитного материала. Применяются в устройствах звукозаписи, в вычислит, технике, кинотехнике, автоматике и измерит, технике.

МАГНИТНАЯ ЛЕНТА — магнитный носитель информации в виде гибкой ленты из немагнитной основы (полиэтилентерефталатная, поливинилхлорид-ная, ди- и триацетатная, а также из немагнитных металлов типа фосфористой бронзы), покрытая тонким слоем ферромагнитного материала — собственно магнитного носителя. Применяется для звуко- и видеозаписи, в вычислит, технике, автоматике и т. п. Запоминающие устройства на М. л. отличаются большой информационной ёмкостью (сотни млн. слов) и надёжностью хранения.

ФЕРРОМЕТР (от ферро... и греч. metreo — измеряю) —прибор для испытаний магнитно-мягких материалов в перем. магнитных полях. Ф. позволяет измерять ср. значения эдс, наводимых в обмотках, охватывающих сердечник из магнитного материала; по этим эдс определяют мгнов. значения магнитной индукции в образце и намагничивающего тока, т. е. напряжённость магнитного поля. Последовательно изменяя фазы управляющего тока, измеряют мгнов. значения индукции и напряжённости поля для различных моментов времени и по результатам измерений строят динамич. цикл гистерезиса. С помощью Ф. можно также определить уд. потери на гистерезис и вихревые токи.

Свойства Со—Р-покрытий Исследования последних лет показали, что покрытия Со—Р могут быть использованы в области магнитной записи запоминающих устройств ЭВМ в качестве перспективного магнитного материала

сивной области очень мала при содержании меди выше 60 % и исчезает полностью при 70 % Си (рис. 5.14). Поляризационные кривые для сплавов, содержащих больше 70 % Си или меньше 30 % Ni, сходны с кривыми для чистой меди, следовательно, такие сплавы не пассивируются. Кривые спада потенциала (рис. 5.15) подтверждают, что пассивная пленка образуется только на анодно пассивированных сплавах, содержащих больше 40 % Ni. Другими словами, сплавы с содержанием меди выше критического теряют характерные свойства переходного металла, т. е. они не имеют больше d-электронных вакансий. В связи с этим момент магнитного насыщения, который также зависит от наличия d-электронных вакансий в сплаве, равен нулю при содержании меди больше 60 %. Это объясняется заполнением вакансий d-уровня никеля электронами, заимствованными у меди.

Принимая ат. % Си = (100 — ат. % Ni) и решая уравнение, получаем, что критический состав содержит 41 ат. % Ni. Это значение хорошо согласуется с полученным из данных магнитного насыщения.

нитный момент. Однако дезориентирующее действие теплового движения атомов столь велико, что вещество намагничивается чрезвычайно слабо и даже самые сильные магнитные поля, которые в настоящее время могут быть получены, не в состоянии довести парамагнетик до магнитного насыщения, то есть полностью ориентировать в одном направлении магнитные моменты атомов. Если же 6,6 > а/г > 3,1, то ниже некоторой температуры, называемой точкой Кюри, энергия обменного взаимодействия будет больше, чем энергия тепловых колебаний атомов, и магнитные моменты соседних атомов будут ориентированы параллельно (рисунок 1.3.4, в) (строго параллельно при Г= О К; при повышении температуры происходит постепенная дезориентация, и при температуре Кюри наступает полная дезориентация магнитных моментов атомов). Такие вещества называются ферромагнитными, к ним относятся Fe, Ni, Co, Gd и сплавы преимущественно на основе этих металлов (х » !)•

ниями магнитного насыщения и повышенной магнитной проницаемостью при больших индукциях. П. применяется для изготовления полюсных наконечников электромагнитов, те-леф. мембран, деталей малогабаритных электродвигателей и т.д. Относится к магнитомягким материалам. ПЕРМЕНОРМ (нем. Permenorm, от permeabel - проницаемый и Norm -норма) - низконикелевый пермаллой (примерно 50% никеля, 50% железа) с повыш. магнитными св-вами. Применяется для изготовления деталей реле, трансформаторов, дросселей и т.д. Относится к магнитомягким материалам.

Определение магнитного насыщения (В^х ), остаточной индукции ( Вг), коэрцитивной силы (Не) и магнитной проникаемости (-/I ) проводят на ферротестере, принциальная схема которого приведена на рис. 3.16.

Кристаллографические направления [100] у железа и [111] у никеля называются направлениями легкого намагничивания, поскольку состояние магнитного насыщения вдоль этих направлений достигается в минимальных магнитных полях; другие направления являются направлениями трудного намагничивания. Площадь, заключенная между направлениями трудного и легкого намагничивания (рис. 14 и 15) или разность между энергией трудного и легкого намагничивания называется энергией ма-

При низких температурах все спины параллельны, что и обусловливает магнитное насыщение. С увеличением температуры, вследствие возрастания теплового движения атомов и, таким образом, уменьшения степени упорядочения направлений спинов электронов в соседних атомах, напряженность магнитного поля ферромагнетиков, созданного сильным внешним магнитным полем, уменьшается. Таким образом уменьшаются магнитная восприимичи-вость, проницаемость, намагниченность при насыщении. Вблизи точки Кюри ферромагнетизм исчезает вначале медленно, а затем быстро, пока не достигается температура Кюри, и материал становится парамагнитным. Влияние температуры на ферромагнитные свойства железа, никеля и кобальта приведено на рис. 44, где по оси ординат отложено отношение намагниченности при температуре Т к намагниченности при абсолютном нуле, по оси абсцисс — отношение абсолютной температуры к температуре Кюри. Зависимость магнитного насыщения от температуры в указанных координатах описывается одной и той же для рассматриваемых ферромагнитных тел (Fe, Ni, Co) кривой. Температура Кюри равна: 768° С для железа, 360° С для никеля, 1150° С для кобальта и 16° С для гадолиния. Температура Кюри в действи-

нитный момент. Однако дезориентирующее действие теплового движения атомов столь велико, что вещество намагничивается чрезвычайно слабо и даже самые сильные магнитные поля, которые в настоящее время могут быть получены, не в состоянии довести парамагнетик до магнитного насыщения, то есть полностью ориентировать в одном направлении магнитные моменты атомов. Если же 6,6 > а/г > 3,1, то ниже некоторой температуры, называемой точкой Кюри, энергия обменного взаимодействия будет больше, чем энергия тепловых колебаний атомов, и магнитные моменты соседних атомов будут ориентированы параллельно (рисунок 1,3.4, в) (строго параллельно при Т = О К; при повышении температуры происходит постепенная дезориентация, и при температуре Кюри наступает полная дезориентация магнитных моментов атомов). Такие вещества называются ферромагнитными, к ним относятся Fe, Ni, Co, Gd и сплавы преимущественно на основе этих металлов (% » 1).

ПЕРМЕНДЙР (англ, permendur, от permeability-проницаемость и durable — прочный, длительный)— сплав железа с кобальтом (50%) и ванадием (2%), характеризующийся высокими значениями магнитного насыщения и проницаемости в области высоких индукций. Применяется для изготовления деталей магнитопроводов, телеф. мембран, сердечников магнитострикц. преобразователей и малогабаритных электрич. машин. Относится к магнитно-мягким материалам.

Для определения содержания фер-ритной фазы в ряде случаев могут быть использованы приборы, действие которых основано на измерении магнитной проницаемости. Но их калибровка должна быть осуществлена по эталонным образцам из контролируемой марки стали с известным содержанием ферритной фазы, найденным методом магнитного насыщения, являющимся основным методом определения содержания феррита. Однако этот метод не всегда удобен, так как для него требуется стационарная установка и он в основном позволяет проводить измерения только на специальных образцах.

Поверка прибора при выпуске из производства и периодически у потребителя производится с помощью стандартных образцов, изготовленных из однородных по структуре заготовок сталей по специальной технологии и аттестованных по методу магнитного насыщения.