Опорный конспект темы «Основные свойства магнитных материалов»

Магнитными называются такие материалы, которые под действием внешнего магнитного поля способны на­магничиваться, т. е. приобретать особые магнитные свой­ства.

Основные магнитные материалы —это железо, ни­кель, кобальт и различные сплавы на основе технически чистого железа.

Магнитная проницаемость (относительная магнитная проницаемость) μ. Это величина безразмерная. Она вхо­дит в выражение абсолютной магнитной проницаемости, Г/м,

где μ_о — магнитная постоянная, равная 1,256637- 10^_6 Г/м.

Магнитная проницае­мость — величина, опре­деляющая способность материала к намагничи­ванию. Чем больше вели­чина μ, тем легче намаг­ничивается материал, и наоборот, чем меньше ве­личина р., тем в меньшей степени он может быть намагничен. Магнитная проницаемость в большой степени зависит от на­пряженности Н *, дейст­вующей в материале

(рис, 37). Поэтому для оценки способности материала к намагничиванию приходится учитывать начальную маг­нитную проницаемость μ_н и максимальную магнитную проницаемость μ_м.Чем выше значения этих характеристик у данного материала, тем легче он намагничивается. Всякий маг­нитный материал обладает магнитными свойствами только до определенной тем­пературы (температура Кю­ри θ_к), по достижении кото­рой магнитные свойства у материала исчезают, т. е, он не может быть намагничен.

Это обусловлено дезориента­цией внутренних областей (доменов) намагничивания из-за интенсивного теплово­го движения его атомов и молекул. У некоторых фер­ритов магнитные свойства исчезают при θк=45⁰ С, но

есть материалы, у которых θ_к= 1131⁰ С (кобальт).

Опорный конспект темы «Характеристики магнитных материалов»

Свойства магнитных материалов оцени­вают с помощью величин, называемых магнитными ха­рактеристиками. Важнейшими магнитными характери­стиками являются следующие:

1. Характеристики статической Петли гистерезиса.

Магнитная проницаемость (относительная магнитная проницаемость) μ. Это величина безразмерная. Она вхо­дит в выражение абсолютной магнитной проницаемости, Г/м,

где μ_о — магнитная постоянная, равная 1,256637- 10^_6 Г/м.

Магнитная проницае­мость — величина, опре­деляющая способность материала к намагничи­ванию. Чем больше вели­чина μ, тем легче намаг­ничивается материал, и наоборот, чем меньше ве­личина р., тем в меньшей степени он может быть намагничен. Магнитная проницаемость в большой степени зависит от на­пряженности Н *, дейст­вующей в материале

(рис, 37). Поэтому для оценки способности материала к намагничиванию приходится учитывать начальную маг­нитную проницаемость μ_н и максимальную магнитную проницаемость μ_м.Чем выше значения этих характеристик у данного материала, тем легче он намагничивается. Всякий маг­нитный материал обладает магнитными свойствами только до определенной тем­пературы (температура Кю­ри θ_к), по достижении кото­рой магнитные свойства у материала исчезают, т. е, он не может быть намагничен.

Э то обусловлено дезориента­цией внутренних областей (доменов) намагничивания из-за интенсивного теплово­го движения его атомов и молекул. У некоторых фер­ритов магнитные свойства исчезают при θк=45⁰ С, но

есть материалы, у которых θ_к= 1131⁰ С (кобальт). Индукция насыщения B_s. Поведение магнитного ма­териала в магнитном поле характеризуется начальной кривой намагничивания (рис. 38). Эта кривая показы­вает изменение магнитной индукции В в магнитном ма­териале в зависимости от напряженности Н. Из рассмот­рения кривой следует, что магнитная индукция вначале растет, затем ее рост замедляется, а по достижении индукции В_S она остается постоянной. Говорят, что маг­нитный материал достиг насыщения, а индукцию В, называют индукцией насыщения. Чем больше величи­на B_s, тем выше свойства магнитного материала. Маг­нитная индукция измеряется в тесла (Т) *.

Остаточная магнитная индукция В_r и коэрцитивная сила Н_с. Если образец магнитного материала намагни­чивать, непрерывно повышая напряженность магнитного поля Н, то магнитная индукция В тоже будет непрерыв­но возрастать по кривой намагничивания. Эта кривая начинается в точке 0 (рис. 38) и заканчивается в точке, соответствующей индукции насыщения B_s. При умень­шении напряженности Н магнитная индукция будет так­же уменьшаться, но начиная с величины В_м значения индукции не будут совпадать со значениями этой харак­теристики на начальной кривой намагничивания, и, ког­да напряженность магнитного поля становится равной нулю, в образце магнитного материала будет обнаружи­ваться остаточная магнитная индукция В_r. Для размаг­ничивания образца материала надо, чтобы напряжен­ность магнитного поля изменила свое направление на обратное (—Н). Напряженность поля Н_с, при которой индукция становится равной нулю, называется коэрци­тивной силой.

Если после этого образец магнитного материала на­магничивать далее в противоположном направлении, то в материале снова будет наблюдаться индукция насы­щения (—В_s). При дальнейшем уменьшении напряжен­ности магнитного поля до величины Н=0 и новом на­магничивании в первоначальном направлении индукция будет непрерывно увеличиваться до величины индукции насыщения В_s. В результате образуется замкнутая пет­ля, которую называют предельной, или статической, петлей гистерезиса. Предельная петля гистерезиса сни­мается при медленном изменении постоянного магнит­ного поля от +Н до —Н, когда величина магнит­ной индукции становится равной индукции насы­щения B_s.

Коэффициент прямоугольности Кп гистерезисной пет­ли характеризует степень прямоугольности предельной гистерезисной петли (рис. 38) и вычисляется по формуле

Ч ем больше величина К_п, тем более прямоугольна гистерезнсная петля. У магнитных материалов, приме­няемых для запоминающих устройств в электронных вы­числительных машинах, Кп=0,98, а у других материалов он значительно меньше.