Задача 4

Дайте определение магнитного материала. Приведите классификацию магнитных материалов. Назовите основные параметры магнитных материалов и кратко поясните их физический смысл. Кратко опишите сами материалы, определите их место по приведенной классификации. Назовите области использования заданных материалов.

Магнитомягкий материал: Феррит 2000НМ

Магнитотвердый материал: сплав ЮНД4

Решение

Магнитные материалы, магнетики — материалы, вступающие во взаимодействие с магнитным полем, выражающееся в его изменении, а также в других физических явлениях — изменение физических размеров, температуры, проводимости, возникновению электрического потенциала и т. д. В этом смысле к магнетикам относятся практически все вещества (поскольку ни у какого из них магнитная восприимчивость не равна нулю точно), большинство из них относится к классам диамагнетиков (имеющие небольшую отрицательную магнитную восприимчивость — и несколько ослабляющие магнитное поле) или парамагнетиков (имеющие небольшую положительную магнитную восприимчивость — и несколько усиливающие магнитное поле); более редко встречаются ферромагнетики (имеющие большую положительную магнитную восприимчивость — и намного усиливающие магнитное поле).

К магнитным материалам с точки зрения техники относят вещества, обладающие определенными магнитными свойствами и используемые в современной технологии. Магнитными материалами могут быть различные сплавы, химические соединения, жидкости.

В основном магнитные материалы относятся к группе ферромагнетиков и делятся на две большие группы — Магнитотвёрдые материалы и Магнитомягкие материалы. В то же время в связи с успехом в науках изучающих магнетизм и с развитием большой исследовательской работы в области изучения магнитных материалов, появились новые большие группы магнитных материалов: магнитострикционные материалы, магнитооптические материалы, термомагнитные материалы.

Виды магнитных материалов:

• Магнитотвёрдые материалы,

• Магнитомягкие материалы,

• Магнитострикционные материалы,

• Магнитооптические материалы,

• Термомагнитные материалы.

Выделяют несколько основных типов магнетиков, различимых по конфигурации их магнитных структур:

• ферромагнетики,

• неколлинеарные ферромагнетики,

• антиферромагнетики,

• ферримагнетики,

• гелимагнетики,

• спиновые стёкла.

Применяемые в электронной технике магнитные материалы подразделяют на две основ­ные группы: магнитотвердые и магнитомягкие. В отдельную группу выделяют материалы специального назначения.

К магнитотвердым относят материалы с большой коэрцитивной силой НC. Они перемаг­ничиваются лишь в очень сильных магнитных полях и служат для изготовления постоянных магнитов.

К магнитомягким относят материалы с малой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью. Они обладают способностью намагничиваться до насыщения в слабых магнитных полях, характеризуются узкой петлей гистерезиса и малыми потерями на пере­магничивание. Магнитомягкие материалы используются в основном в качестве различных магнитопроводов: сердечников дросселей, трансформаторов, электромагнитов, магнитных систем электроизмерительных приборов и т. п.

Феррит 2000НМ – одна из групп марганец-цинковых магнитомягких ферритов общего применения для слабых магнитных полей.

Ферриты — это комплексные металлические оксиды общей формулы МеО ^. Fe₂O₃, обладающие ценными магнитными свойствами. Относятся к классу магнитомягких неметаллических материалов и являются, как правило, ферромагнитными полупроводниками. Некоторые ферриты, как, например, ZnO ^. Fe₂O₃ и CdO ^. Fe₂O₃, не обладают ферромагнитными свойствами.

Ферриты обладают высоким удельным электрическим сопротивлением (в 10⁴ — 10¹² раз больше, чем металлы), что приводит к малым потерям на вихревые токи.

Ферриты широко используются в современной радиотехнической аппаратуре, в автоматике, телемеханике.

      Обозначение марки феррита состоит из букв и одного-двух чисел. В обозначении марки магнитомягкого феррита, предназначенного для применения на частотах выше 5 МГц, имеются буквы ВЧ (высокочастотный), а предназначенных для работы на более низких частотах — буква Н (низкочастотный). Вторая буква Н и М означает никель-цинковый или марганец-цинковый феррит соответственно. Дополнительно в обозначении марки может быть буква С — феррит для работы в сильных магнитных полях (где магнитная индукция более 0, 05 — 0, 1 Т, например, в выходных трансформаторах строчной развёртки телевизоров) или буква И — специальный феррит для работы в импульсных магнитных полях. Отсутствие третьей, дополнительной буквы указывает на то, что феррит предназначен для работы в слабых синусоидальных полях, например, в катушках контуров радиоприёмников.

  Число впереди букв указывает среднее значение начальной магнитной проницаемости феррита. После букв может стоять число или буква для обозначения феррита по некоторым свойствам. Например, 2000НМ, 1200НН, 30ВЧ2, 55НН1.

Сплав ЮНД4 - изотропные сплавы для постоянных магнитов с невысокими магнитными свойствами.