Понятие магнитомягких материалов. Керамические ферриты.
Все вышерассмотренные магнитомягкие материалы низкочастотные, так как они ко всему прочему являются хорошими проводниками. С повышением частоты увеличиваются потери на гистерезис и вихревые токи. Поэтому для ВЧ материалов главным является большое значение удельного сопротивления.
К магнитомягким ВЧ материалам относятся ферриты – оксидные магнитные материалы с нескомпенсированным антиферромагнетизмом (с общей химической формулой МеFe2O4). Они имеют удельное сопротивление гораздо большее, чем сопротивление чистого железа: от 103 до 1013 раз больше. Следовательно, у этих материалов мы имеем низкие потери на высоких частотах.
Ферриты применяют в двух вариантах: либо в виде керамики (феррокерамики), либо в виде монокристаллов.
Керамические ферриты получают почти так же, как любую керамику. Единственное отличие заключается в том, что исходные компоненты должны быть очень тонко измельчены, для чего применяются водные шаровые мельницы и в технологический процесс вводится операция ферритизации продукта, то есть образование непосредственно феррита в результате термической обработки (спекание исходных компонентов). Как и всякая керамика, феррокерамика представляет собой твёрдый хрупкий материал, не допускающий применения операций резания, допускающий обработку только в виде мягкой шлифовки.
Большинство ферритов являются диэлектриками.
Керамические ферриты в настоящий момент дёшевы и поэтому находят широкое применение.
|
|
|
Понятие магнитотвердых материалов. Литые высококоэрционные сплавы.
В основном представляют собой сплавы систем Fe-Ni-Al и Fe-Ni-Со-Al, модифицированные различными добавками. Они близки к оптимуму между магнитными свойствами и стоимостью технологического процесса изготовления. Высококоэрцитивное состояние этих сплавов обусловлено тем, что в процессе охлаждения их из расплава до комнатной температуры, в объёме сплава происходит дисперсионный распад на две фазы. Одна из фаз близка к чистому железу, и является, соответственно сильно магнитной. Другая состоит из никеля и алюминия, и слабомагнитна. Железо выделяется в виде столбчатых кристаллитов, каждый из которых отделён от соседней прослойкой немагнитной фазы.
Состав: 28%Ni, 14%Al, остальное – Fe.
Помимо кобальта в качестве добавок используют Cu, Ti, Nb. Добавки улучшают магнитные свойства и обеспечивают лучшую повторяемость характеристик.
Используются в основном для изготовления постоянных магнитов. Чтобы обеспечить магнитную анизотропию, кристаллизацию проводят в сильных магнитных полях, что обуславливает изначальную ориентацию магнитных включений. Таким образом, создаётся силовая магнитная анизотропия с преимущественным направлением лёгкого намагничивания.
|
|
|
Кристаллическую структуру материала создают методом направленной кристаллизации сплава.
Недостатки данных сплавов: трудность изготовления из них изделий точных размеров. Очень тверды и допускают механическую обработку только в виде шлифовки. Поэтому в последнее время такие материалы создаются методами порошковой металлургии путём спекания из порошка этих сплавов изделий.
Процесс напоминает обычный высокотемпературный обжиг керамики, то есть эти изделия можно считать металлокерамическими, но такие изделия обладают худшими (на 30%) магнитными свойствами.
Понятие магнитотвердых материалов. Магнитотвердые ферриты.
Наиболее известен бариевый феррит BaO·6Fe2O3, или так называемый ферроксдюр.
В отличие от магнитомягких материалов, он имеет не кубическую, а гексагональную кристаллическую решетку и как следствие, одноосную анизотропию. Высокая коэрцитивная сила обеспечивается малым размером кристаллических зерен и сильной магнитной кристаллографической анизотропией.
Технология изготовления аналогична технологии изготовления магнитомягких ферритов. Отличие заключается в том, что при достижении малых размеров кристаллитов применяют очень тонкий помол в водной среде, а спекание для обеспечения текстурирования производят в сильных магнитных полях и при относительно низких температурах во избежание рекристаллизации. В результате получается материал с очень низкой механической прочностью (из-за низкой температуры спекания). При этом главным недостатком такого материала является термическая нестабильность в области низких температур (при -60°С необратимо теряют свои свойства).
|
|
|
Большей температурной стабильностью обладают кобальтовые ферриты, но они существенно дороже.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 207; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!