Магнитомягкого материала

Магнитопровод ЭМУ изготовляют из магнитомягких материалов: низкоуглеродистых электротехнических сталей марок Э, ЭА, АА; низкоуглеродистых сталей марок 10, 20 и др., кремнистой стали марки ХВП (Э310), а также из никелевых сталей с высокой магнитной проницаемостью (для быстродействующих ЭМУ) и др.

Катушки с сердечниками из магнитомягких материалов позволяют получать достаточно большие значения индуктивности и добротности при относительно малых габаритных размерах катушек. В низкочастотных катушках индуктивности и дросселях используют сердечники из листовой трансформаторной стали, набранные для уменьшения потерь от вихревых токов из возможно более тонких листов, изолированных один от другого. В сердечниках дросселей фильтров выпрямителей делается воздушный зазор для уменьшения постоянного магнитного потока с целью предохранения сердечника от насыщения. В катушках индуктивности для низких и повышенных частот в качестве материала сердечников используют горяче- и холоднокатаные листовые стали марок Э31, Э41, Э45, Э310, (ГОСТ 802—58), железоникелевые сплавы типов пермаллой и гиперм марок Mo-пермаллой, Супермаллой, Ги-перм-50, Гиперм-766и магнитодиэлектрики на основе порошкообразного карбонильного железа, альсифера и молибденового пермаллоя. Для повышения магнитной проницаемости цилиндрического сердечника его наматывают из тонкой пермаллоевой ленты, прокатанной вдоль направления магнитного поля.

ФЕРРИТЫ - неметаллич. твёрдые магнитные материалы, по хим. составу - соединения оксида железа РезОз с оксидами др. металлов. Применяют Ф. со структурой шпинели (ферро-шпинели) и со структурой граната (феррогранаты), а также гексафер-риты и ортоферриты. Иногда термин «Ф.» используют как общее назв. фер-римагнетиков (см. Ферримагнетизм). Изделия из Ф. обычно изготовляют спеканием. По магнитным св-вам Ф. аналогичны ферромагнетикам, но обладают весьма малыми потерями на вихревые токи и меньшей плотностью. Применяются в устройствах радиотехники, техники связи, электроники, вычислит, техники и др. ФЕРРО..., ФЕРР... (от лат. ferrum -железо) - часть сложных слов, означающая: относящийся к железу, железный (напр., ферросплавы). ФЕРРОГРАНАТЫ - ферриты иттрия и лантаноидов, имеющие кубич. структуру минерала граната с общей ф-лой M3FesOi2, где М - Y, Gd, Tb, Dy, Eu и др. Обладают сравнительно малыми значениями намагниченности насыщения и узкой кривой ферромагнитного резонанса; по элек-трич. св-вам относятся к классу полупроводников. Для Ф. характерен Фарадея эффект. Используются для создания модуляторов света, магни-тооптич. затворов, запоминающих и логич. устройств, а также феррито-вых вентилей, циркуляторов, фильтров, фазовращателей и т.д. ФЕРРбГРАФ (от ферро... и ...граф) -прибор для испытания и контроля магнитомягких материалов, позволяющий визуально наблюдать динамич. цикл гистерезиса и фотографировать динамич. кривые в широком диапазоне частот (вплоть до 100 кГц), исследовать влияние разл. факторов (деформаций, темп-ры, подмагничива-ния пост, током и др.) на форму и размеры динамич. кривых и др. ФЕРРОГРАФИЯ - то же, что магнито-графия.

ФЕРРОМАГНЕТИКИ - в-ва, обладающие ферромагн. св-вами (см. Ферромагнетизм). К Ф. относятся: нек-рые чистые металлы группы железа (Fe, Со, Ni) и редкоземельные металлы (Gd, Tb, Dy, Но, Ег), а также их сплавы и соединения Сг и Мп с не-ферромагн. элементами (т.н. гейс-леровы сплавы). По величине коэрцитивной силы Ф. делятся на маг-нитомягкие материалы (применяются для изготовления магнитопроводов, элементов памяти ЭВМ, магн. линз и т.д.) и магнитотвёрдые материалы (служат в осн. для изготовления постоянных магнитов). ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС - ИЗ-бират. поглощение ферромагнетиком энергии электромагн. поля при частотах (обычно радиодиапазона), совпадающих с собств. частотой прецессии магн. момента ферромагнетика; разновидность магнитного резонанса. Ф.р. в ферритах лежит в основе работы мн. СВЧ устройств (пара-метрич. усилителей и генераторов, преобразователей частоты, резонансных вентилей и др.). ФЕРРОМЕТР (от ферро... и метр) -прибор для испытаний магнитомягких материалов в перем. магнитных полях. Ф. позволяет измерять ср. значения эдс, наводимых в обмотках, охватывающих сердечник из магн. материала, а следовательно, напряжённость магн. поля, а также определять мгновенные значения индукции и напряжённости поля для разл. моментов времени (по результатам измерений строят динамич. цикл гистерезиса).

ЭЛЕКТРОМАГНИТ - электротехн. устройство, состоящее обычно из токо-проводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, к-рый намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке электрич. тока. Э. используют в осн. для создания магнитного потока (в электрич. машинах) и усилия (в приводных механизмах и грузоподъёмных устройствах (подъёмный электромагнит), а также для создания магн. полей при разл. рода исследованиях. Э., используемые как приводные устройства, обычно состоят из катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода) и якоря (подвижной части магнитопровода), передающего усилие приводимому в действие механизму. Обмотки Э. выполняются из изолир. алюминиевого или медного провода (существуют также Э. с обмоткой из сверхпроводящих материалов; см. Сверхпроводящий магнит). Магнитопроводы Э. изготовляют из магнитомягких материалов - обычно из электротехнической или качественной конструкц. стали, литой стали и чугуна, железо-никелевых и железо-кобальтовых сплавов.

'(АО и удельное электросопротивление р, благодаря чему он является одним из лучших магнитомягких материалов и широко применяется для изготовления трансформаторов, преобразующих слабые токи звуковой и несущей частоты. Для сплавов с одинаковым содержанием никеля (79%) и различным содержанием молибдена (до 6%) оптимальная скорость охлаждения уменьшается при увеличении молибдена в сплаве. При содержании 5% Мо оптимальная скорость охлаждения снижается до 3°/мин. Сплав, содержащий 5% Мо, называется су пермаллоем (табл. 14) и имеет очень высокие проницаемости цс и р,тах, но относительно низкую магнитную индукцию Bs. Супермал-лой выплавляют из чистых шихтовых материалов

Магнитные свойства различных магнитомягких материалов на базе никеля

Катушки с сердечниками из магнитомягких материалов позволяют получать достаточно большие значения индуктивности и добротности при относительно малых габаритных размерах катушек. В низкочастотных катушках индуктивности и дросселях используют сердечники из-листовой трансформаторной стали, набранные для уменьшения потерь от вихревых токов из возможно более тонких листов, изолированных один от другого. В сердечниках дросселей фильтров выпрямителей делается воздушный зазор для уменьшения постоянного магнитного потока с целью предохранения сердечника от насыщения. В катушках индуктивности для низких и повышенных частот в качестве материала сердечников используют горяче- и холоднокатаные листовые стали марок Э31, Э41, Э45, Э310, (ГОСТ 802—58), железоникелевые сплавы типов пермаллой и гиперм марок Mo-пермаллой, Супермаллой, Ги-перм-50, Гиперм-766 и магнитодиэлектрики на основе порошкообразного карбонильного железа, альсифера и молибденового пермаллоя. Для повышения магнитной проницаемости цилиндрического сердечника его наматывают из тонкой пермаллоевой ленты, прокатанной вдоль направления магнитного поля.

Способ приложенного магнитного поля характеризуется тем, что технологические операции (намагничивание детали, нанесение суспензии и основную часть осмотра) производят одновременно. Этим способом контролируют детали из магнитомягких материалов (Ст. 3, 10, 20) или детали, имеющие сложную форму и малое удлинение, вследствие чего ее не удается намагнитить до требуемого значения индукции для контроля на остаточной намагниченности. Способ приложенного магнитного поля применяют также при контроле деталей с немагнитным покрытием толщиной более 30 мкм; для обнаружения подповерхностных дефектов или при недостаточной мощности дефектоскопа (источника питания). Контроль СПП не всегда обеспечивает более высокую чувствительность, что объясняется осаждением порошка по следам грубой обработки поверхности.

Во второй части представлены результаты изучения физических свойств, кристаллической и дислокационной структуры металлов при деформации и термической обработке. На основе общих положений теории дислокаций описаны процессы упрочнения и ползучести, изменения магнитных, электрических и механических свойств при статическом и циклическом нагружении. Показано, что характером тонкой кристаллической структуры определяются свойства магнитомягких материалов и макроскопическая неоднородность.

Контролируемые изделия могут быть магнитомягкими или магнитотвердыми. Магнитотвердыми считаются материалы с коэрцитивной силой свыше 10—15 А/см и остаточной индукцией не менее 1—1,21 [28]. В связи с этим применяют два способа испытания: способ приложенного магнитного поля (СПП) для магнитомягких материалов и способ остаточной намагниченности (СОН) для магнитотвердых материалов.

Схема пермеаметра, работающего на основе баллистического метода измерений: 7 и 4- две половины ярма из магнитомягкого материала; 2- обмотка на образце для измерения индукции; 3- подвижные полюсные наконечники; 5- образец; 6- обмотка для измерения напряжённости поля (потен-циалометрическая); 7 - намагничивающие катушки

Конструктивно Ш.э. бывают с явно-и неявнополюсным статором, на к-ром расположены обмотки возбуждения, и с ротором без обмотки, выполненным из магнитомягкого материала (реактивный ротор) или из магнито-жёсткого материала (активный). Шаг Ш.э. зависит от числа обмоток возбуждения, а также от числа выступов на реактивном якоре, от числа явных полюсов на активном. Для Ш.э. с реактивным ротором шаг обычно составляет 1,5-3°, а с активным - 15°. Ш.э. применяются в станках с программным управлением, в устройствах автоматики, связи и др. ШАГОМЕР - 1) прибор для измерения шага резьбы или шага цилиндрич. зубчатых колёс.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ СТАЛЬ - группа легир. кремнием сталей, применяемых в качестве магнитомягкого материала в конструкциях электрич. машин и аппаратов. Различают ди-намную (изотропную) и трансформаторную (анизотропную) сталь.

тами. Для уменьшения потока рассеяния контактирующий с изделием полюс магнита выполняют в виде полусферы из магнитомягкого материала.

Ферромагнитный материал 1 при помощи системы роликов изгибается в форме петли (ширина роликов больше ширины контролируемого материала). Ролики 2 и 6 изготавливаются из магнитомягкого материала с целью образования магнитных шунтов, закорачивающих изогнутые участки движущегося материала, чтобы избежать влияния напряжений, которые возникают при изгибе. Резиновые ролики 3 и 9 обеспечивают надежный контакт контролируемого материала / с роликом 2 и исключают проскальзывание. Катушки 4 и 8 намагничивают движущуюся ленту в продольном направлении, В катушках 5 и 7 индуцируется сигнал, который характеризует магнитные свойства контролируемого материала. Скорость движения и натяжение контролируемого материала поддерживаются постоянными.

Электромагнитный датчик прибора установлен над столиком прибора, оба они могут перемещаться в вертикальном направлении в зависимости от габарита детали. Столик изготовлен из магнитомягкой стали. На корпусе установлены измерительные приборы: вольтметр и миллиамперметр. При измерении особо мелких или круглых деталей на столик прибора может устанавливаться добавочно специальная плита, сделанная из магнитомягкого материала.

В качестве магнитомягкого материала рекомендуется применять чугун с шаровидным графитом с ферритной структурой металлической основы. Содержание фосфора при этом в чугуне с шаровидным графитом должно быть ниже 0,1% . При повышении содержания фосфора до 0,6% понижается магнитная проницаемость и несколько повышается коэрцитивная сила.

Катушка в аппарате намотана на каркас, являющийся внутренним магнитопроводом, и установлена в полость, образованную рубашкой. Для уменьшения потерь магнитного потока полюса, сердечник и корпус выполнены из магнитомягкого материала.

Если полюсные пластины неповоротные, то между лопаткой и полюсной пластиной устанавливают вставки - промежуточные магнитопроводы (рис. 8.22, б), изготавливаемые из магнитомягкого материала (стали 10,20, СтЗ, армко-железо).

где we — выходное напряжение, вызванное деформацией места крепления преобразователя, В, 8„,а — коэффициент преобразования. Коэффициент влияния г)п,е зависит от ориентации деформации в плоскости, перпендикулярной измерительной оси. Экспериментальное определение коэффициента тзае производится на установках, в которых одновременно с деформацией сжатия происходит деформация изгиба. Одна из подобных установок, конструктивная схема которой показана на РИС. 7, состоит из сменной пластины-вибратора 4, в центре которой укреплен иссле-Дуемый датчик 6. Пластина защемлена в нейтральном сечении двумя парами захватов 5, причем верхние захваты перекрывают лишь края пластины, оставляя свободным место для крепления датчика. Свободные концы пластины снабжены пакетами из пластин / магнитомягкого материала, они находятся между полюсами магнитных систем 7, несущих катушки возбуждения 3 и катушки подмагничивания. Амплитуда колебаний контролируется инструментальным микроскопом ^2, причем коэффициент связи между амплитудой колебаний пластины и деформацией пластины в Центре определяется предварительно с помощью тензорезисторов. Пластина воз-бУЖдается на низшей собственной частоте от генератора звуковых частот через усилитель мощности.

Применяют также однополюсные преобразователи со стержневыми магнитами. Для уменьшения потока рассеяния контактирующий с изделием полюс магнита выполняют в виде полусферы из магнитомягкого материала.