Относительная магнитная проницаемость μ.

Магнитные материалы.

Назначением магнитных материалов, используемых в радиоэлектронике, является придание особых свойств элементам радиоэлектронных устройств, для создания устройств обладающим запасом энергии, а также использование их в качестве конструкционных материалов.

Например:

1. Магнитные материалы используются для усиления (увеличения) магнитного поля в катушках индуктивности, что приводит к увеличению индуктивности.

2. В громкоговорителях, для создания движения диффузора, который приводится в движении при взаимодействии переменного поля катушки и постоянного поля магнита и создает колебание воздуха.

3. В электроизмерительных приборах, где поле рамки взаимодействует с постоянным магнитом (полем) и рамка отклоняется на тот или иной угол, фиксирует величину тока, протекающую через обмотку рамки.

4. В магнитных головках магнитофонов, в отклоняющих устройствах и фиксирующих в ЭЛТ, в магнитных усилителях, двигателях, в устройствах памяти, переключающих устройствах и.т.д.

Кроме этого магнитные материалы используются для изготовления экранов (электромагнитных) и многих конструкционных элементов, начиная от шасси и кончая корпусами, кожухами, каркасами.

Если в первом случае используются их электрические свойства, то во втором случае используются их механические свойства: хорошая обрабатываемость, твердость, жесткость и.т.д.

5.1 Классификация магнитных материалов.

Все вещества в природе взаимодействуют с внешним магнитным полем, но каждое вещество по-разному. Магнитные свойства веществ зависят от магнитных свойств элементарных частиц, структуры атомов и молекул, а также их групп, но основное определяющее влияние оказывают электроны, их магнитные моменты. Степень взаимодействия вещества с магнитным полем определяется безразмерной величиной – магнитной восприимчивостью. Коэффициент магнитной восприимчивости k_m= , где М – это намагниченность вещества,

Н – напряженность магнитного поля.

Все вещества, по отношению к магнитному полю, поведению в нем, разделяются на следующие группы:

1. Слабомагнитные вещества,у которых k_m _.

1.1 Диамагнетики – материалы, не имеющие постоянного магнитного дипольного момента. k_m К ним относятся: инертные газы (Nе, Аr, Кr, Хе), водород (H₂); медь (Сu), цинк (Zn), серебро (Аg), золото (Au), сурьма (Sb) и др.

1.2 Парамагнетики – материалы, имеющие постоянные дипольные моменты, но расположены они беспорядочно, поэтому взаимодействие между ними очень слабое.

k_m К парамагнетикам относятся следующие материалы: кислород (О₂), алюминий (Al), платина (Рt), щелочные металлы, соли железа, никеля, кобальта и др.

2. Сильномагнитные вещества, у которых k_m

2.1 Ферромагнетики – материалы, имеющие постоянные магнитные дипольные моменты, доменную структуру. В каждом домене они параллельны друг другу и одинаково направлены, поэтому взаимодействие между ними очень сильное. k_m=10³-10⁵.

К ним относятся: железо (Fe), никель (Ni), кобальт (Со), многие сплавы, редкоземельные элементы: самарий (Sm), гадолиний (Gd) и др.

2.2 Ферримагнетики – материалы, получившие название от сложных оксидных материалов. Это соединение оксида железа с оксидами других металлов.

К ферримагнетикам относятся ферриты, их можно назвать оксиферрами, так как они представляют собой, окислы двухвалентных металлов с Fe₂O₃. Общая формула феррита [MeO Fe₂O₃], где Ме – двухвалентный металл.

5.2 Магнитные характеристики материалов.

1. Абсолютная магнитная проницаемость μ_а.

μ_а= ,где В – магнитная индукция,

Н – напряженность магнитного поля.

Применяется при расчетах магнитных цепей и магнитопроводов.

2. Относительная магнитная проницаемость μ.

μ= ,где μ_о– магнитная постоянная, которая характеризует магнитное поле в вакууме = 1.257 мкГн/м.

Применяется для оценки свойств материалов. Чем больше значение μ, тем интенсивнее и быстрее намагничивается материал.

3. Температурный коэффициент магнитной проницаемости.

ТКμ = .

4. Температура Кюри (Т_к), при которой магнитная проницаемость резко снижается, практически до 0. Процесс намагничивания расстраивается из-за интенсивного теплового движения молекул и ферромагнетики становятся парамагнетиками.

12 3 Следующая ⇒