Ферриты
Пластически деформируемые сплавы и магнитные ленты
Магниты из порошков
Необходимость получения особенно мелких изделий со строго выдержанными размерами обусловила привлечение методов порошковой металлургии для получения постоянных магнитов. При этом различают металлокерамические магниты и магниты из зерен порошка, скрепленных тем или иным связующим (металлопластические магниты).
К таким сплавам относятся викаллой, кунифе, кунико и некоторые другие. Основные представления об этих сплавах приведены в табл.4.2.
Таблица 4.2.
Марка сплава | Хим. Состав %, ост. Fe | Вr, Тл | Нс, кА/м | Wм, КДж/м3 |
Викаллой I | 51-54 Со 10-11.5 V | 0.9 | ||
Викаллой II | 51-54 Со 11.5-13 V | 0.9-0.95 | 30-28 | 8-14 |
Кунифе I | 60Cu,20Ni | 0.54-0.6 | 27-28 | 4-7.4 |
Кунифе II | 50Cu,20Ni 2.5Co | 0.73 | 2.8-3.2 | |
Кунико I | 50Cu,21Ni, 29Co | 0.34 | 53-57 | 3.2-4 |
Кунико II | 35Cu,41Co | 0.53 |
Это соединения оксида железа Fe2O3 с оксидами других металлов: ZnO, NiO. Ферриты изготавливают из порошкообразной смеси оксидов этих металлов.
Название ферритов определяется названием одно-, двухвалентного металла, оксид которого входит в состав феррита:
Если ZnO – феррит цинка
NiO – феррит никеля.
Ферриты имеют кубическую кристаллическую решетку, подобную решетке шпинели, встречающейся в природе: MgO·Al2O3. Большинство соединений указанного типа, как и природный магнитный железняк FeO·Fe2O3, обладает магнитными свойствами. Однако феррит цинка и феррит кадмия являются немагнитными. Исследования показали, что наличие или отсутствие магнитных свойств определяется кристаллической структурой этих материалов, и в частности расположением ионов двухвалентных металлов и железа между ионами кислорода. В случае структуры обычной шпинели, когда в центре кислородных тетраэдров расположены ионы Zn++ или Cd++, магнитные свойства отсутствуют. При структуре так называемой обращенной шпинели, когда в центре кислородных тетраэдров расположены ионы Fe+++, материал обладает магнитными свойствами. Ферриты, в состав которых кроме оксида железа входит только один оксид, называется простым. Химическая формула простого феррита:
MeOxFe2O3 или MeFe2O4
Феррит цинка – ZnFe2O4, феррит никеля– NiFe2O4.
Не все простые ферриты обладают магнитными свойствами. Так CdFe2O4 является немагнитным веществом.
Наилучшими магнитными характеристиками обладают сложные или смешанные ферриты, представляющие твердые растворы одного в другом. В этом случае используются и немагнитные ферриты в сочетании с простыми магнитными ферритами. Общая формула широко распространенных никель-цинковых ферритов имеет следующий вид:
mNiO·Fe2O3 + nZnO·Fe2O3 + pFeO·Fe2O3, (4.8)
где коэффициенты m, n и p определяют количественные соотношения между компонентами. Процентный состав компонентов играет существенную роль в получении тех или иных магнитных свойств материала.
Наиболее широко в РЭА применяют смешанные магнитно-мягкие ферриты: никель-цинковые, марганец-цинковые и литий-цинковые.
Достоинства ферритов – стабильность магнитных характеристик в широком диапазоне частот, малые потери на вихревые токи, малый коэффициент затухания магнитной волны, а также простота изготовления ферритовых деталей.
Недостатки всех ферритов – хрупкость и резко выраженная зависимость магнитных свойств от температуры и механических воздействий.