Магнитные никелевые сплавы

  Здесь будут рассмотрены ферромагнитные материалы, которые характеризуются способностью очень интенсивно намагничиваться под воздействием внешнего магнитного поля. В магнитном поле домены (области спонтанного намагничивания) ферромагнитного материала ориентируются вдоль направления внешнего силового поля в тем большей степени, чем больше напряженность намагничивающего поля Н. После удаления поля в ферромагнитном материале сохраняется остаточная индукция Вr. Для устранения остаточной индукции нужно приложить к ферромагнитному материалу магнитное поле обратного знака, равное величине Н_С. Значение напряженности размагничивающего поля Н_С называется коорцетивной силой. Произведение Вr× Н_С характеризует энергию перемагничивания, и эту величину называют магнитной энергией ферромагнитного материала. Магнитные материалы подразделяются на магнитотвердые и магнитомягкие.

  Магнитотвердые материалы (рис. 4.1, а) характеризуются широкой петлей гистерезиса,

Рис. 4.1. Зависимость магнитной индукции В от напряхенности магнитного поля Н: а – магнитотвердые материалы; б - магнитомягкие материалы; 1 – первичная кривая намагничивания; 2 – гистерезисная кривая намагничивания

высоким значением коорцетивной силы и применяются для изготовления постоянных магнитов. Коорцетивная сила повышается с увеличением внутренних напряжений и дисперсности структуры металла. Эту группу представляют литейные никелевые сплавы типа ални АН, алнико АНК, магнико МНК. Сплавы содержат 13 - 33% Ni, 9 – 15% Al, 12 – 24% Co (в зависимости от марки). Коорцетивная сила в этих сплавах в дисперсионно-состаренном состоянии значительно выше, чем у магнитных сталей, поэтому магниты из таких сплавов имеют более высокую магнитную энергию и их используют для изготовления малогабаритных мощных магнитов.

  Магнитомягкие сплавы работают в условиях циклически изменяющихся магнитных полей и непрерывного перемагничивания. Они, наоборот, имеют узкую петлю гистерезиса, малые значения коорцетивной силы и характеризуются небольшими потерями на гистерезис (рис. 4.1,1б). Из них изготавливают сердечники трансформаторов, электродвигателей и генераторов, детали слаботочной техники, т. е. такие детали, которые подвергаются многократному переменному намагничиванию. Для удовлетворения этих требований металл должен обладать гомогенной структурой, быть чистым от примесей и включений и иметь крупнозернистое строение, свободное от внутренних напряжений, вызываемых наклепом.

 Для работы в слабых полях, например в телекоммуникационных системах, применяют пермаллои - железоникелевые сплавы с определенными узкими пределами содержания никеля (около 79%), которые имеют высокую магнитную проницаемость m до 10⁵ Гн/Э. Иногда их дополнительно легируют Mo и Cr, улучшающими способность сплавов к пластической деформации и их магнитную проницаемость.

 Высоконикелевые пермаллои 79НМ, 81НМА характеризуются очень высокой магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях.

 Пермаллои получают вакуумным переплавом, прокатывают на ленты и листы магнитопроводов, с последующим отжигом при 1100-1300°С в вакууме или водороде.