Магнитномягкие материалы

Для сплавов этой группы характерны малая коэрцитивная сила H_c, высокая магнитная проницаемость μ; и узкая петля гистерезиса (рис. 175, а). Кроме того, если они работают в усло­виях переменного намагничивания, к ним предъявляют требо­вания относительно обеспечения минимальных энергетических потерь при перемагничивании. Эти сплавы должны иметь высокое удельное электросопротивление, с увеличением которого умень­шаются потери на паразитные вихревые токи.

В зависимости от показателей ферромагнитных свойств и об­ластей применения магнитномягкие материалы подразделяют на:

Ÿ низкочастотные,

Ÿ высокочастотные и

Ÿ материалы с особыми магнит­ными свойствами.

В табл. 16 приведены составы и свойства некоторых из них.

Наиболее простым по составу магнитномягким материалом является чистое железо. Чем меньшее количество примесей в нем содержится, тем выше магнитная проницаемость. Недостатком является низкое электросопротивление. Наклеп, увеличивая коэр­цитивную силу, снижает магнитную проницаемость. Поэтому железо и кремнистые стали всех марок используют в отожженном состоянии.

Трансформаторная и динамная стали содержат <0,1 % С и 0,8—4,8 % Si. Кремний образует с железом твердый раствор, тем самым увеличивая электросопротивление (кремнистые электротехнические стали относятся к ферритному классу). Кремний уменьшает склонность стали к росту зерна, что в свою очередь способствует росту магнитной проницаемости [1].

Магнитномягкое железо и кремнистые стали маркируют буквой Э. Для железа далее следуют буквы А, характеризующие степень чистоты по примесям (Э, ЭА, ЭАА). Электротехническую кремнистую сталь маркируют Э11, Э21, Э310, Э41 и т. д. Первая цифра указывает содержание кремния в процентах, вторая показывает гарантированные электрические и магнитные свойства стали.

В ряде случаев требуются сплавы с высокой начальной магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях. Такие сплавы называют пермаллоями. Пермаллои — сплавы железа с никелем (35—85 % N1), часто с добавкой молибдена (3,2—3,8 %). Магнитная проницаемость этих сплавов существенно зависит от состава.

Пермендюр — сплав железа с кобальтом и ванадием, характеризующийся высокой индукцией насыщения и повышенной стабильностью во времени, обратимой магнитной проницаемостью.

Алсифер — сплав системы железо—алюминий—кремний. Он обладает высокой магнитной проницаемостью в слабых полях и имеет небольшую коэрцитивную силу. Алсифер по сравнению с пермаллоем является дешевым материалом, так как не содержит дефицитных элементов. Однако алсифер не может быть заменителем пермаллоя ввиду хрупкости и плохой обрабатываемости режущим инструментом. Детали из алсифера можно изготавливать только фасонным литьем.