Магнітні матеріали

 

 

 19 квітня 2021р. 

Предмет: Матеріалознавство радіоелектронних засобів.

 Урок 14, 15 : Класифікація  магнітних матеріалів. Магнітом’які високочастотні матеріали.

 

 Рис.1

     Застосовувані в електронній техніці магнітні матеріали підрозділяють на дві основні групи: магнітом'які й магнітотверді; в окрему групу виділяють матеріали спеціалізованого призначення (рис.1).
До магнітом'яких відносять магнітні матеріали з малою коерцитивною силою й високою магнітною проникністю. Вони мають здатність намагнічуватися до насичення в слабких магнітних полях, характеризуються вузькою петлею гістерезису й малими втратами на перемагнічування. Магнітом'які матеріали використовуються в основному в якості різних магнітопроводів: сердечників дроселів, трансформаторів, електромагнітів, магнітних систем електровимірювальних приладів і т.п.
До магнітотвердих відносять матеріали з великою коерцитивною силою Нс. Вони перемагнічуються лише в дуже сильних магнітних полях і служать в основному для виготовлення постійних магнітів.
Умовно магнітом'якими вважають матеріали, у яких Нс < 800 А/м, а магнітотвердими - із Нс > 4 кА/м. В кращих магнітом'яких матеріалах коерцитивна сила може досягати 1 А/м, а в кращих магнітотвердих матеріалах її значення перевищує 500 кА/м.
Матеріали спеціалізованого призначення - це матеріали із прямокутною петлею гістерезису (ППГ), ферити для пристроїв надвисокочастотного діапазону й магнітострикційні матеріали. Усередині кожної групи розподіл магнітних матеріалів за родами івидами відбиває розходження в їхній будові й хімічному складі, технології й деякі специфічні властивості.

 Магнітом'які високочастотні матеріали.
         Під високочастотними магнітом'якими матеріалами розуміють речовини, які повинні виконувати функції магнетиків при частотах ≥ 102...103 Гц.За фізичною природою високочастотні магнітом'які матеріали поділяють на магнітодіелектрики й ферити. При звукових, ультразвукових і низьких радіочастотах можна використовувати також тонколистові рулонні холоднокатані електротехнічні сталі й пермалої. Товщина сталей досягає 30...25 мкм, а пермалої - товщиною до 3...2 мкм.
Ферити - це оксидні магнітні матеріали, у яких спонтанна намагніченість доменів обумовлена некомпенсованим антиферомагнетизмом.Великий питомий опір ρ, що перевищує ρ заліза в 103…1013 разів, а отже, і відносно незначні втрати енергії в області підвищених і високих частот поряд з досить високими магнітними властивостями забезпечують феритам широке застосування в радіоелектроніці. Ферити виготовляють у вигляді кераміки й монокристалів. Завдяки невисокій вартості й відносній простоті технологічного циклу керамічні матеріали займають провідне місце серед високочастотних магнетиків. Найбільш широко застосовують нікель-цинкові й марганець-цинкові ферити. Вони кристалізуються в структурі шпінелі і є твердими розчинами заміщення, утвореними двома простими феритами, один із яких (NiFe2О4 або MnFe2О4) є феримагнетиком, а інший (ZnFe2О4) - немагнітний. Збільшення концентрації немагнітного компонента призводить до збільшення намагніченості насичення (а отже, і Bs) твердого розчину і монотонного зниження температури Кюрі (Тк). Марганець-цинкові ферити із грубозернистою структурою (із середнім розміром кристалітів ~ 40 мкм) можуть мати початкову магнітну проникність μп ~ 20000, майже як у кращих марок пермалою. В маркуванні магнітом'яких феритів на першому місці позначено чисельне значення μп, потім ідуть букви, що визначають частотний діапазон застосування, що обмежується зверху значенням критичної частоти fKP. Ферити для звукових, ультразвукових і низьких радіочастот позначають буквою Н (низькочастотні), критична частота для них частота - 0,1...50 МГц. Високочастотні ферити маркуються ВЧ, критична частота - 50...600 МГц. 

 Завдання: скласти конспект, що містить класифікацію магнітних матеріалів.

 Контрольне завдання: розглянути і написати застосування основних магнітних матеріалів в радіотелевізійній апаратурі.

Виконання контрольного завдання  відправляйте на електронну пошту : honor7valera@gmail.com