Материалы с сайта Арсеньева ([9] Магнитные Материалы)

Посмотреть архив целиком

9. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

9.1. Магнитные свойства и классификация магнитных материалов

Первопричиной магнитных свойств вещества являются внутренние скры­тые формы движения электрических зарядов, представляющие собой эле­ментарные круговые токи, обладаю­щие магнитными моментами. Такими токами являются электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Макроскопическое проявле­ние магнитных свойств материала ока­зывается заметным при согласованной ориентации элементарных магнитных моментов, которая наблюдается у магнетиков.

Особенности ферромагнетиков

Магнитные домены. Явление фер­ромагнетизма связано с самопроиз­вольным образованием под влиянием внутренних полей в структуре, харак­терной для некоторых веществ при температурах ниже магнитной точки Кюри, макроскопических областей, называемых магнитными доменами, в которых электронные спины ориен­тированы взаимно параллельно. Таким образом, основным свойством ферромагнитного состояния вещества является самопроизвольная (спонтанная) намагничен­ность без приложения внешнего магнитного поля. При неупорядо­ченном расположении доменов в куске материала направления век­торов магнитных моментов их различны и равновероятны, а потому магнитный поток такого тела во внешнем пространстве равен нулю.

Размер доменов для некоторых материалов, т. е. их объем, со­ставляет порядка 10-8—10-12 м3 при толщине пограничных слоев между ними в несколько десятков, сотен ангстрем. У особо чистых материалов объем доменов может быть и больше.

Существование доменов удалось установить экспериментально. При очень медленном перемагничивании ферромагнитного образ­ца в телефоне, соединенном через усилитель с катушкой, охваты­вающей образец, можно различать отдельные щелчки, которые обусловлены скачкообразными изменениями индукции.

При осаждении на полированную поверхность намагниченного образца тончайшего ферромагнитного порошка последний, кон­центрируясь на границах его доменов, дает характерные узоры, названные фигурами Акулова (рис. 9.1) —советского ученого, впер­вые обнаружившего это явление. Их можно видеть под оптическим микроскопом на поверхности железа, никеля, кобальта и других ферромагнетиков.

Р
ис. 9.1 Очертания доменов раз­личных ферромагнетиков (фигуры Акулова).

М
агнитная анизотропия монокристаллов ферромагнитных ве­ществ выражается в различной интенсивности намагничивания вдоль разных осей. На рис. 9.2 показаны направления легкого, среднего и трудного намагничивания в монокристаллах трех ос­новных ферромагнитных элементов: железа, никеля и кобальта. Из этого рисунка видно, что направлением легкого намагничивания для ячейки монокристалла железа является ребро куба, а труд­ного—диагональ через объем; для ячейки никеля направление вдоль ребра куба соответствует, наоборот, направлению трудного намагничивания.

Рис. 9.2 Направления легкого, среднего и трудного намагничивания в монокристаллах:

а—железа; б—никеля; о—кобальта

В тех случаях, когда анизотропия в поликристаллических фер­ромагнетиках выражена достаточно резко, принято говорить, что ферромагнетик обладает магнитной текстурой, или текстурой до­менов. Возможность получения заданной магнитной текстуры име­ет большое значение и используется для создания повышенных магнитных характеристик материала в определенном направлении. Процесс намагничивания ферромагнитного материала под влия­нием внешнего магнитного поля сводится:


1) к увеличению размеров тех доменов, магнитные моменты ко­торых составляют наименьший угол с направлением магнитного поля, и уменьшению размеров остальных доменов (процесс сме­щения границ доменов);

2) к повороту векторов магнитных моментов в направлении внешнего поля (процесс ориентации).

Магнитное насыщение заканчивается тогда, когда рост доме­нов прекращается и магнитные моменты всех спонтанно намагни­ченных областей оказываются ориентированными в направлении поля.

Схема ориентации спинов в доменах при намагничивании фер­ромагнетика приведена на р
ис. 9.3.

Рис. 9.3.Схема ориентации спинов в доменах при намагничивании ферромагнетика

Магнитострикция. При намагничивании ферромагнитных мо­нокристаллов наблюдается изменение их линейных размеров; это явление называют магнитострикцией. Величина магнитострикции монокристалла железа различна в разных направлениях. Так, монокристалл железа, намагничиваемый в направлении ребра куба, удлиняется в направлении диагонали, т.е. сжимается в направлении намагничивания. Магнитострикция проявляется и в по­ликристаллических материалах.

И
з трех основных ферромагнит­ных элементов (Fe, Ni, Co) наиболь­шей магнитострикцией обладает ни­кель. На рис. 9.4 приведены зависи­мости относительного изменения ли­нейных размеров монокристалла никеля по различным осям от на­пряженности внешнего поля.

Рис 9.4. Зависимости магнитострикционной деформации монокристалла никеля по различным осям от напряжен­ности внешнего поля

Знак магнитострикционной де­формации у различных материалов может быть как положительным, так и отрицательным; изменение этого знака может наблюдаться также у одного и того же материала (напри­мер, железа) при изменении вели­чины напряженности магнитного поля.

Кривыми намагничивания В =F(H), имеющими качественно общий характер для всех ферромаг­нетиков, характеризуют протекание процессов намагничивания в ферро­магнитных материалах. На рис. 9.5 представлены основные кривые на­магничивания некоторых магнитных материалов.

Магнитная проницае­мость (относительная) — это отношение величины индукции В к соответствующему значению на­пряженности магнитного поля Н в данной точке основной кривой на­магничивания, деленное на магнит­ную постоянную вакуума о= 4*10-7 Г/м. На рис. 9.5 в качестве примера построены две кривые зависимости =F1(H). Сказанное подтвержда­ет выражение







так как

1
T=10
4 Гс; 1 А/м=4 10-3Э=0,01256Э или 1 Э=79,6 А/м 80 А/м.

Р
ис 9.5. Зависимости магнитной индук­ции
В и магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля Н:1 — железа особо чистого; 2 — железа чистого <99,98% Fe); 3 — железа техни­чески'чистого (99,92% Fe); 4—пермаллоя (78% Ni); 5—никеля; 6 — сплава железо-никель (26% Ni)

Р
ис 9.6 Зависимость динамической магнит­ной проницаемости
пермаллоя от частоты в слабом поле (Н=0,8 А/м)

Р
ис. 9.7. Типичная зависимость магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от температуры

Магнитную проницаемость н при Н0 называют начальной, опре­деляя ее величину при очень слабых полях—порядка 0,1 А/м. Наиболь­шее значение магнитной проницае­мости называют максимальной маг­нитной проницаемостью mах. При сильных полях в области насыщения магнитная проницаемость стре­мится к единице.

Магнитную проницаемость, опре­деляемую производной от магнит­ной индукции по напряженности магнитного поля в данной точке основной кривой намагничивания, деленной на магнитную постоянную, называют дифференциальной магнитной проницаемо­стью.

Ферромагнетики в переменных магнитных полях характеризуют ве­личиной динамической (ампли­тудной) магнитной проницае­мости , которая представляет собой отношение амплитудного зна­чения индукции к амплитудному значению напряженности магнитно­го поля:

=Bmax/(0Hmax)

С увеличением частоты поля ди­намическая проницаемость умень­шается (рис. 9.6) из-за инерционно­сти магнитных процессов. Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов зависит от температуры, как показано на рис. 9.7, переходя через максимум при температурах, близких к точке Кюри. Для чистого железа точ­ка Кюри составляет 769°С, для никеля 358°С, для кобальта 1131°С. При температурах выше точки Кюри области спонтанного намагни­чивания нарушаются в результате теплового движения и материал перестает быть ферромагнитным.

Изменение магнитной проницаемости при изменении темпера­туры характеризуется температурным коэффициентом магнитной проницаемости

=1/t*d/dt [K-1] (9.1)

определяемым так же, как и для других величин.

При использовании ферромагнитных материалов одновремен­но в постоянном и переменном магнитных полях их характеризу­ют величиной обратимой, или реверсивной, магнитной проницае­мости р.

Понятие реверсивной магнитной проницаемости аналогично по­нятию реверсивной диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков. Реверсивная магнитная проницаемость умень­шается при росте величины постоянного смещающего поля Н_.

Гистерезис. Если производить намагничивание ферромагнети­ка во внешнем магнитном поле, а затем, начиная с какой-либо точки основной кривой намагничивания, уменьшать напряжен­ность поля, то величина индукции будет также уменьшаться, но не по основной кривой, а более медленно вследствие явления гистерезиса (отставания). При увеличении поля противоположного направления образец может быть размагничен или перемагничен, а при новой перемене направления поля индукция снова может вернуться в исходную точку, характеризующую состояние намаг­ничивания образца, т.е. будет описана кривая, представляющая собой петлю гистерезисного цикла перемагничивания.

В зависимости от величины напряженности внешнего магнит­ного поля можно получить семейство петель гистерезиса, как по­казано на рис. 9.8. Выберем из этих циклов предельный цикл при котором намагничивание материала достигает насыщения Bs. Значение В при Н=0 в процессе размагничивания образца, намагниченного до насыщения, н
азывают остаточной индук­цией
Вr.

Рис. 9.8. Петли гистерезиса при различных предельных значениях напряженно­сти внешнего магнитного поля

Для того чтобы уменьшить индукцию от значения Вr до нуля,. необходимо приложить обратно направленную напряженность поля Hс, называемую коэрцитивной (задерживающей) силой.

Материалы с малой коэрцитивной силой Нc и большой маг­нитной проницаемостью называют магнитномягк,ими материалы с большой коэрцитивной силой и меньшей проницаемостью— магнитнотвердыми.

Н
а рис. 9.9 приведены типичные петли гистерезиса длямагнитномягких и магнитнотвердых материалов.

Рис. 9.9. Петли гистерезиса для, магнитномягких (а) и для магнитнотвердых (б) ма­териалов

Магнитные свойства ферромагнетиков зависят от различных механических и термических воздействий, например, от упругих изменений их размеров. При наличии отрицательной магнитострикции в материале и внешних растягивающих напряжениях на­блюдается понижение магнитной проницаемости. Так, под дейст­вием растягивающего напряжения магнитную проницаемость никеля можно довести до очень низкого значения. При положи­тельной магнитострикции магнитная проницаемость под действием растягивающих напряжений возрастает.

Внутренние напряжения в кристаллической решетке ферро­магнетика при намагничивании препятствуют росту доменов и ориентации их магнитных моментов в направлении поля. С уве­личением внутренних напряжений магнитная проницаемость уменьшается, а коэрцитивная сила возрастает. Такие напряжения возникают в условиях холодной деформации при прокатке, ковке, протяжке, изгибании и т. п. При этом отдельные кристаллы дро­бятся, вытягиваются, вследствие чего возникает сложная система внутренних напряжений.

Для восстановления первоначальных магнитных свойств магнитномягкие материалы подвергают отжигу, который снимает внутренние напряжения и вызывает рекристаллизацию зерен.

Магнитные свойства зависят от величины зерна. Поверхност­ные слои зерен вследствие искажения строения кристаллов харак­теризуются повышенной коэрцитивной силой. В случае мелкозернистого строения суммарная удельная поверхность (на единицу объема) зерен больше, чем при крупнозернистом строении; по­этому в материале, состоящем из мелких зерен, влияние поверх­ностных искажений слоев сказывается сильнее, и он обладает большей коэрцитивной силой.

Внутренние напряжения нередко связаны с наличием в мате­риале различных загрязнений, например: кислорода в чистом же­лезе, примесей или присадок кобальта, хрома, вольфрама. Используя примеси, усложняющие кристаллическую решетку, вводя технологическую операцию закалки, а иногда добиваясь ориентации структуры доменов в магнитном поле, получают магнитнотвердые материалы.

Потери энергии, приводящие к нагреву, возникают в ферро­магнетиках при перемагничивании их в переменных магнитных полях. Эти потери обусловлены потерями на гистерезис и динамическими потерями.

Потери энергии на гистерезис для каждого материала могут быть определены по площади статической петли гистерезиса (при очень медленном изменении напряженности магнитного поля) с учетом масштабов по осям координат. Для вычисления потерь на гистерезис за один цикл в единице массы вещества существует следующая эмпирическая формула

Эг,1=Bnmax (9.2)

где коэффициент, зависящий от материала; Вmах — максимальная индукция, достигаемая в течение цикла; п—показатель степени в пределах от 1,6 до 2.

Мощность, расходуемая на гистерезис в единице массы:

Pг=fBnmax (9.3)

где f — частота тока.

Динамические потери вызываются прежде всего вихревыми токами, индуктированными в массе магнитного материала, и час­тично так называемым магнитным последействием, или магнит­ной вязкостью. Потерн на вихревые токи в свою очередь зависят от электрического сопротивления ферромагнетика; чем больше удельное электрическое сопротивление ферромагнетика, тем мень­ше потери на вихревые токи.

Мощность, расходуемая на вихревые токи в единице массы.

Pтf2B2max (9.4)

где ξ—коэффициент, зависящий от свойств ферромагнетика и его формы (в частности, он пропорционален квадрату толщины материала и обратно пропорционален плотности и удельному электрическому сопротивлению магнетика).

Остальные величины те же, что и в формуле (9.3).


Поскольку величина Рт зависит от второй степени частоты, а величина Рг от первой степени, при высоких ча­стотах учитывают в первую очередь величину Рт, т. е. потери на вихревые токи.

Потери, связанные с магнитным последействием, необходимо учиты­вать при использовании ферромагнети­ков для работы в импульсных режи­мах.

В радиоэлектронике магнетики ис­пользуют большей частью в высоко­частотных полях невысокой напряжен­ности. При этом рассеяние мощности в ряде случаев оценивают тангенсом угла магнитных потерь.

Индуктивную катушку с кольцевым сердечником из магнитно­го материала, собственной емкостью и сопротивлением обмотки которой можно пренебречь, представим в виде схемы, состоящей из последовательно соединенных индуктивности L и сопротивле­ния r1, эквивалентного всем видам потерь мощности в магнетике (рис. 9.10). Для этого случая из векторной диаграммы получим


tgδ
м=r1/(ωL) (9.5)

Рис. 9.10. Эквивалентная схема и вектор­ная диаграмма индуктивной ка­тушки с магнитным сердечни­ком

Можно за­писать

tgδм=μ΄΄/μ (9.6)

Величину μ΄΄ иногда используют для оценки магнитных потерь. В диапазоне СВЧ при одновременном воздействии на материал взаимно перпендикулярных постоянного и переменного магнитных полей у ряда материалов обнаруживается максимум tgδм, связан­ный с явлением резонанса при совпадении частоты переменного поля с частотой прецессионного вращения электронных орбит во­круг вектора напряженности постоянного магнитного поля.

Особенности ферримагнетиков

Ферримагнетиками называют кристаллические вещества у которых минимуму потенциальной энергии системы отвечает антипараллельное расположение спинов с некоторым преоблада­нием одного направления над другим. Эти вещества обладают до­менной структурой при температурах ниже точки Кюри; к ним применимы все характеристики, введенные для ферромагнитных веществ.

Ферримагнетиками являются слож­ные оксидные материалы, получившие в практике название ферритов.

Ферримагнетики отличаются от фер­ромагнетиков меньшей величиной индук­ции насыщения, имеют более сложную температурную зависимость индукции и повышенное, а для некоторых материа­лов и очень высокое значение удельного сопротивления. Первые два отличия упро­щенно могут быть объяснены наличием в структуре сложного материала двух подрешеток, создающих встречные нескомпенсированные магнитные потоки, третье—тем, что эти материалы отно­сятся к неметаллам.

Н
а рис. 9.11 схематически изображе­ны направления спиновых магнитных моментов в ферромагнетике (а) н в ферромагнетике (
б). Рис. 9.12 поясняет пониженную абсолютную величину индукции насыщения ферримагнетиков и возможные виды ее температурной зависимо­сти, получаемые путем сложения температурных зависимостей первой Bs1=F(t)] и второй [Вs2=-φ(t)] подрешеток.

Рис. 9.11. Схематическое изображение направления спиновых мо­ментов в ферромагнетике (а) и ферримагнетике (б)

Допустим, что соотношения между ординатами кривых Bs1 и Вs2 при различных температурах для какого-то феррита такие, как показано на рис. 9.12, а. Тогда при некоторой температуре ниже точки Кюри получится компенсация и результирующая индукция насыщения Bs образца станет равной нулю. Эту точку называют точкой компенсации. После достижения точки компенсации у индукции образца меняется знак, затем она становится равной напряженности внешнего поля (которое мало и в масштабе черте­жа близко к нулю) в точке Кюри. У различных ферритов точка компенсации может быть, а может и отсутствовать, что видно, на­пример, из рис. 9.12, б.

Полностью скомпенсированный ферримагнетик называют анти­ферромагнетиком.

Р
ис. 9.12. Примеры построения ре­зультирующих темпера­турных зависимостей маг­нитной индукции для ферримагнетика, имею­щего точку компенсации
(а) и не имеющего точки компенсации (б)

Особенности магнетиков в виде тонких слоев

П
ленки магнитных материалов.
Особенностью тонких пленок является то, что при малой толщине их (h< направление легкого намагничивания оказывается расположенным в плоскости пленки. Образуются плоские домены, показанные на рис. 9.13, а. Для очень тонких пленок характерна однодоменная структура, для пленок толщиной свыше 10-3—10-2 мм (у различных веществ)— многодоменная, состоящая из длинных узких доменов (шириной от долей микрометров до нескольких микрометров), намагничен­ных в противоположных направлениях. Под воздействием внешне­го поля вся система полос может перемещаться и поворачиваться и ее используют как управляемую дифракционную решетку для света и ближайшего диапазона волн электромагнитного спектра.

Рис. 9.13. Доменные структуры в тонких образцах магнетиков

Цилиндрические домены. В пластинках некоторых ферритов толщиной порядка 50 мкм, вырезанных в направлении, пер­пендикулярном к оси легкого намагничивания, наблюдается так называемая лабиринтная структура доменов (при H≈0) с противоположными направлениями намагниченности, нормальными к плоскости рис. 9.13,б (светлые и темные места). Если пластину поместить во внешнее неизменное по направлению магнитное поле, перпендикулярное к ее поверхности, и увеличивать напря­женность поля, то лабиринтная структура разрывается и образу­ются цилиндрические домены (рис. 9.13,(в), диаметр которых при дальнейшем усилении поля уменьшается, пока не будет достигнуто однородное однодоменное намагничивание всей пластинки. Ци­линдрические домены, существующие при определенных значениях напряженности магнитного поля, управляемые полем (возможно смещение по двум координатам), представляют большой интерес при создании устройств вычислительной техники. Их можно ис­пользовать для создания как запоминающих, так и логических элементов. В двоичной системе знаку «1» может соответствовать наличие домена в определенной точке устройства, а значению «0»—его отсутствие. Твердотельные магнитные элементы с цилиндрическими доменами позволяют осуществлять многофункцио­нальные операции без нарушения однородности материала-носи­теля.

Цилиндрические магнитные домены наблюдаются и в редкозе­мельных ферритах со структурой граната, гексаферритах и метал­лических пленках.

Классификация магнитных материалов

П
рименяемые в электронной технике магнитные материалы под­разделяют, как уже говорилось, на магнитномягкие и магнитнотвердые. Кроме того, техническое применение имеют материалы специализированного назначения: с прямоугольной петлей гисте­резиса (ППГ), магнитострикционные и др. Среди магнитномягких материалов могут быть выделены низкочастотные и высокочастот­ные материалы с повышенным или высоким значением удельного сопротивления. Магнитнотвердые материалы по применению делят на материалы для постоянных магнитов и материалы для записи звука и «его хранения». Более мелкую классификацию осуществля­ют по родам и видам материалов. На рис. 9.14 дана классифика­ция магнитных материалов, положенная в основу их изучения.

Рис. 9.14. Классификация магнитных материалов

9.2. МАГНИТНОМЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Магнитномягкие материалы, обладающие высокой магнитной проницаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми поте­рями на гистерезис, используют при создании сердечников транс­форматоров» электромагнитов, измерительных приборов и в дру­гих случаях, когда необходимо при наименьшей затрате энергии получить наибольшую индукцию.

Для уменьшения потерь на вихревые токи у трансформаторах выбирают магнитномягкие материалы с повышенным удельным сопротивлением, обычно собирая магнитопроводы из отдельных изолированных друг от друга тонких листов.

Железо и низкоуглеродистые стали

Железо. Особо чистое железо (электролитическое, карбониль­ное), содержащее весьма малое количество примесей (менее 0.05%), получают двумя сложными способами.

Электролитическое железо изготовляют путем элек­тролиза раствора сернокислого или хлористого железа, причем анодом служит чистое железо, а катодом—пластина мягкой стали. Осажденное на катоде железо (толщина слоя 4—6 мм) после тщательной промывки снимают и измельчают в порошок в шаро­вых мельницах; затем его подвергают вакуумному отжигу или переплавляют в вакууме.

Карбонильное железо получают посредством термиче­ского разложения пентакарбоннла железа согласно уравнению

Fe(CO)5=Fe + 5СО

Пентакарбонил железа представляет собой продукт воздейст­вия окиси углерода на железо при температуре около 200°С и дав­лении примерно 15 МПа. Карбонильное железо имеет вид тонкого порошка, что делает его весьма удобным для изготовления прес­сованных магнитных сердечников. В карбонильном железе совершенно отсутствуют кремний, фосфор и сера, но со­держится углерод.

В табл. 9.1 приведены магнитные свойства различных видов чистого железа с указанием содержания в них примесей. На рис. 9.5 показаны кривые намагничивания для трех сортов чистого железа.

Свойства железа зависят не только от содержания примесей, но и от структуры материала, величины зерен, наличия механиче­ских напряжений. Из табл. 9.1 видно, что магнитные свойства даже лучших промышленных разновидностей железа далеки от того, чего можно добиться, используя современные технологиче­ские методы получения чистых и однородных по структуре ме­таллов.

Таблица 9.1. СОСТАВ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЖЕЛЕЗА

Материал

Содержание примесей %

Магнитная проницаем ость

Коэрцитивная сила. А/м

углерод

кислород

начальная

максимальная

Технически чистое железо

0,02

0,06

250

7000

64

Электролитическое железо

0,02

0,01

600

15000

28

Карбонильное железо

0,005

0,005

3300

21000

6,4

Монокристалл чистейшего железа, отожженный в водороде особи тща­тельно




1430000

0,8

0,06 0,01 0.005



250 600 33 GO



7000 15000 21 000

1 430 000



64 28

0,8



Технически чистое железо обычно содержит неболь­шое количество примесей углерода, серы, марганца, кремния и дру­гих элементов, ухудшающих его магнитные свойства. Вследствие сравнительно низкого удельного сопротивления технически чистое железо используют довольно редко, в основном для магнитопроводов постоянного магнитного потока.

Обычное технически чистое железо изготовляют рафинирова­нием чугуна в мартеновских печах, бессемеровских или томасовских конверторах; оно имеет суммарное содержание примесей до 0,08—0,1%. За рубежом этот материал называют армко-железо.

Низкоуглеродистая электротехническая листовая сталь — раз­новидность технически чистого железа, выпускается в виде листов толщиной от 0,2 до 4 мм, содержит не свыше 0,04% углерода и не свыше 0,6% других примесей. Максимальное значение магнитной-проницаемости для различных марок не менее 3500—4500, коэр­цитивная сила соответственно не более 96-64 А/м.

Кремнистая электротехническая сталь

Кремнистая электротехническая сталь (по ГОСТу электротех­ническая тонколистовая) является основным магнитномягким ма­териалом массового потребления. Введением в состав этой стали кремния достигается повышение удельного сопротивления, что вы­зывает снижение потерь на вихревые токи. Кроме того, наличие в стали кремния способствует выделению углерода в виде графи­та, а также почти полному раскислению стали. Это приводит к увеличению μн, уменьшению Нс и к снижению потерь на гистере­зис.

Таблица 9.2. ПЛОТНОСТЬ И УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ КРЕМНИЯ

Степень легирова­ния стали кремнием

Вторая цифра марки

Плотность мг/см3

Удельное электрическое сопротивление мкОм*м

Нелегированная

0

7,85

0,14

Слаболегирован­ ная

1

7,82

0,17

Н и же среди елеги ронянная

2

7,8

0,25

Среднелегирован­ ная

3

7,75

0,4

Повышеннолеги- рованная

4

7,65

0,5

Высоколегиро­ ванная

5

7,55

0,6

Таблица 9.3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ И МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ КЛАССА 2

Марка

Тол­щина, мм

Удельные потери. Вт/кг (не более)

Магнитная индукция[ Т ] при напряженности магнитного поля, А/м (не менее)

Р1,0/50

Р1,5/50

1000

2500

5000

10000

30000

2013

0,65

3,1

7

1,53

1,64

1,74

1,85

2,05

0,5

2,5

5,6

1,54

1,65

1,75

1,85

2,05

2112

0,65

3,5

8

1,46

1,59

1,67

1,77

2,02

0,5

2,6

6

1,46

1,6

1,68

1,77

2,02

2212

0,65

2,6

6,3

1,42

1,58

1,67

1,77

2

0,5

2,2

5

1,42

1,6

1,68

1,77

2

2312

0,65

2,4

5,6

1,38

1,54

1,64

1,72

1,96

0,5

1,75

4

1,4

1,56

1,66

1,74

1,96

2412

0,5

1,3

3,1

1,35

1,5

1,6

1,7

1,95

0,35

1,15

2,5

1,35

1,5

1,6

1,7

1,95

Сталь, содержащая до 4% кремния, обладает достаточно удов­летворительными механическими свойствами, а при наличии выше 5% кремния она становится очень хрупкой. Путем специализиро­ванной прокатки и особой термической обработки можно изгото­вить текстурованную сталь крупнокристаллического строения, при­чем кристаллы окажутся ориентированными осями наиболее лег­кого намагничивания параллельно направлению прокатки. Маг­нитные свойства такой стали в направлении прокатки значитель­но выше, чем стали, не подвергавшейся подобной обработке.

Сталь электротехническую тонколистовую подразделяют и маркируют:

a) по структурному состоянию и виду прокатки на классы (первая цифра марки): 1 — горячекатаная изотропная, 2 - холоднокатаная изотропная, 3— холоднокатаная анизотропная с ребро­вой текстурой;

б) по содержанию кремния (вторая цифра марки): 0—с содержанием крем­ния до 0,4% включительно (нелегирован­ная), 1 — св. 0,4 до 0,8% вкл., 2 — св. 0,8 до 1,8% вкл., 3—св. 1,8 до 2,8 вкл., 4— св. 2,8 до 3,8% вкл.. 5—св. 3,8 до 4.8% вкл.;

в) по основной нормируемой харак­теристике на группы (третья цифра в марке): 0—удельные потери при магнит­кой индукции 1,7 Т и частоте 50 Гц (Р1,7/50); 1 —при 1,5 Т и 50 Гц (Р1,5/50); 2— 1,0 Т и 400 Гц (Р1,0/400); 6— магнит­ная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м (В0,4); 7—магнитная индукция в средних маг­нитных полях при 10 А/м (В10). Сталь маркируется четырьмя цифра­ми. Вместе первые три цифры означают тип стали; четвертая — порядковый но­мер типа стали.

Р
ис. 9.15. Зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля для электротехнической стали: 1—1521 толщиной 0,35 мм;
2— 1572 толщиной 0,1 мм

Плотность и удельное электрическое сопротивление электротехнической стали зависят от степени ее легирования кремнием, как это показано в табл. 9.2.

Сталь выпускается в виде рулонов, листов и резаной ленты. Она может быть без электроизоляционного покрытия или иметь его. Толщина листов стали 0,1—1 мм. Сталь различных классов предназначается для изготовления магнитных цепей аппаратов, трансформаторов, приборов, электрических машин. Текстурованная сталь анизотропна и используется для сердечников трансфор­маторов, изготовляемых по способу «намотки» из рулонного мате­риала. Применение этой стали в силовых трансформаторах позво­ляет уменьшить их массу и габаритные размеры на 20—25%, а в радиотрансформаторах—на 40%.

Таблица 9.4. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ В МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ КЛАССА 3

Марка

Марка

Удельные потерн, Вт/кг (не более)

Магнитная индукция [Т] при напряженности магнитного Поля, А/м (не менее)

Р1,0/50

Р1,5/50

Р1,7/50

100

250

2500

3411

0,50

1,10

2,45

3,20

-

-

1,75

0,35

0,80

1,75

2,50

-

-

1,75

3414

0,50

0,70

1,50

2,20

1,60

1,70

1,88

0,35

0,50

1,10

1,60

1,60

1,70

1,88

3415

0,35

0,46

1,03

1,50

1,61

1,71

1,9



В табл. 9.3 приведены предельные значения удельных потерь и индукции для стали класса 2, а в табл. 9.4для стали класса 3.

Зависимости магнитной индукции от напряженности магнит­ного поля для сталей 1521 и 1572 приведены на рис. 9.15.


Низкокоэрцитивные сплавы

Пермаллои — это железо-никелевые сплавы, обладающие весьма большой магнитной проницаемостью в области слабых по­ большой магнитной проницаемостью в области слабых по­ лей и очень маленькой коэрцитивной силой. Пермаллои подразделяют на высоко- и низконикелевые. Высоко­никелевые пермаллои содержат 72— 80% никеля, а низконикелевые— 40—50% никеля.

Изменение основных магнитных свойств и удельного сопротивления сплавов железо-никель в зависимо­сти от содержания никеля показано на рис. 9.16. Наибольшая макси­мальная магнитная проницаемость получается у сплава, содержащего 78,5% Ni. Очень легкую намагничиваемость пермаллоев в слабых по­лях объясняют практическим отсут­ствием у них анизотропии и явления магнитострикции. Магнитные свой­ства пермаллоев очень чувствитель­ны к внешним механическим напря­жениям, зависят от химического со­става и наличия инородных приме­сей в сплаве, а также очень резко меняются от режимов термообра­ботки материала (температуры, ско­рости нагрева и охлаждения, окру­жающей среды и т. д.). Термическая обработка высоконикелевых пер­маллоев сложнее, чем низконикелевых.

Р
ис. 9.16 Зависимости магнитных свойств и удельного сопротивления сплавов железо-никель от со­держания никеля

Из рис. 9.16 можно заключить, что индукция насыщения высоко­никелевых пермаллоев почти в два раза ниже, чем у электротехнической стали, и в полтора раза ниже, чем у низконикелевых. Магнитные прони­цаемости высоконикелевых пермаллоев в несколько раз выше, чем у низконикелевых, и намного пре­восходят проницаемости электротехнических сталей. Удельное со­противление высоконикелевых пермаллоев почти в 3 раза меньше, чем низконикелевых; поэтому при повышенных частотах предпочти­тельнее использовать низконикелевые пермаллои. Кроме того, маг­нитная проницаемость пермаллоев сильно снижается с увеличением частоты (см. рис. 9.6) и тем резче, чем больше было ее первоначаль­ное значение. Это объясняется возникновением в материале за­метных вихревых токов из-за небольшого значения удельного со­противления. Стоимость пермаллоев определяется содержанием в их составе никеля.

Для придания сплавам необходимых свойств в состав пермал­лоев вводят ряд добавок. Молибден и хром повышают удельное сопротивление и началь­ную магнитную проницаемость пермаллоев и уменьшают чувст­вительность к механическим деформациям. Однако одновременно с этим снижается индукция насыщения. Медь увеличивает посто­янство μ, в узких интервалах напряженности магнитного поля, по­вышает температурную стабильность и удельное сопротивление, а также делает сплавы легко поддающимися механической обработ­ке. Кремний и марганец в основном только увеличивают удельное сопротивление пермаллоев.

Сплавы железоникелевые с высокой магнитной проницаемо­стью выпускают в нескольких групп, каждая из которых имеет ряд марок. Сведения о некоторых из них даны в табл. 9.5.

В марках пермаллоев буква Н означает никель, К—кобальт, М—марганец, Х—хром. С—кремний (силициум), Д—медь; дополнительная буква У—сплав с улучшенными свойствами, П—с прямоугольной петлей гистерезиса (марки П рассмотрены в п. 9.4). Цифра в марке указывает процентное содержание никеля.

Кроме наиболее освоенных в промышленном производстве ма­рок пермаллоев интерес представляет сплав, получивший назва­ние супермаллой с очень высокими магнитными свойствами в сла­бых полях. Сведения о его составе и свойствах для сравнения при­ведены также в табл. 9.5. Примеры рекомендуемых режимов тер­мообработки пермаллоев даны в табл. 9.б.

Сплавы 45Н и 50Н применяют для изготовления сердечников малогабаритных силовых трансформаторов, дросселей, реле и дета­лей магнитных цепей, работающих при повышенных индукциях без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием.

Из сплава 50НХС выполняют сердечники импульсных транс­форматоров и аппаратуры связи звуковых и высоких частот в ре­жиме без подмагничивания или с небольшим подмагничиванием.

Сплавы 79НМ, 80НXC, 76НХД используют для изготовления сердечников малогабаритных трансформаторов, реле и магнитных экранов, при толщине 0,02 мм—сердечников импульсных транс­форматоров, магнитных усилителей и бесконтактных реле.

Таблица 9.5. СВОЙСТВА ПЕРМАЛЛОЕВ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Группа

Марка

Вид продукции

Толщина или диаметр.

мм

μв

μmax

Нс, А/м

Bs, T (не менее)

ρ, МкОм*м (не менее)

Нелегированные низ­коникелевые

45H, 50H

Холодно­катаные ленты

Горячека­таные листы

Прутки

0,2-0,25

3-22

8-10

1700-3000*

16000-35000*

32-10**

1,5

0,45

Легированные низконикелевые

50HXC

Холодно­катаные ленты

0,02-1,0

1500-3200

15000-30000

20-8

1

0,9

Легированные вы со ко никеле вые

79НМ, 80НХС, 76НХД***

79НМ-У***

Холодно­катаные ленты

Горячека­таные листы Прутки

0,02

3-22

8-10

16000-35000

50000-220000

5,2-1,0

0,65

0,55


-

Листы

0,35

100000

До 1500000 при В=0,3Т

0,3

0,8

0,6

* Нижние пределы приведены в прямой зависимости от толщины

** Верхние пределы приведены в обратной зависимости от толщины

*** Для этих сплавов данные только для холоднокатаных лент



Таблица 9.6. ПРИМЕРЫ ТЕРМООБРАБОТКИ ПЕРМАЛЛОЕВ


Марка

Температура нагрева, достигае­мая со скоростью 400-5000С/ч, °С

Режим охлаждения


45Н

1100-1250

До 600°С со скоростью 100—200°С/ч; до 200°С со скоростью 400°С/ч (не более)

50НХС

1100-1150

До 400°С со скоростью 100°С/ч и далее охлаждение на воздухе

76НХД

1100-1150

До 500°С со скоростью 50°С/ч; до 300°С со скоростью 10°С/ч и далее со скоростью 400°С/ч (не более)

Примечание. Термообработку проводят в вакууме, при температуре нагрева время выдержки 3—6 ч



Альсиферы—это тройные сплавы железа с кремнием и алю­минием. Оптимальный состав альсифера: 9,5% Si, 5,6% А1, осталь­ное—Fe. Такой сплав отличается твердостью и хрупкостью, но может быть изготовлен в виде фасонных отливок.

Свойства альсифера: μн-=35 400; μmax== 117 000; Hc=1,8 А/м;

ρ=0,8 мкОм*м, т, е. не уступают свойствам высоконикелевых пермаллоев.

Изделия из альсифера—магнитные экраны, корпуса приборов и т. п.—изготовляют методом литья с толщиной стенок не менее 2—3 мм ввиду хрупкости сплава. Эта особенность ограничивает применение данного материала.

Благодаря хрупкости альсифера его можно размалывать в по­рошок и использовать наряду с карбонильным железом для изго­товления высокочастотных прессованных сердечников.

Магнитномягкие высокочастотные материалы

Под высокочастотными магнитномягкими материалами пони­мают вещества, которые должны выполнять функции магнетиков, при частотах свыше нескольких сотен или тысяч герц. По частот­ному диапазону применения их в свою очередь можно подразде­лить на материалы для звуковых, ультразвуковых и низких радио­частот, материалы для высоких радиочастот и материалы для. СВЧ. По физической природе и строению эти материалы делят на магнитодиэлектрики и ферриты. Кроме того, при звуковых, ультра­звуковых и низких радиочастотах можно использовать тонколи­стовые рулонные холоднокатаные электротехнические стали и пермаллои. Толщина сталей достигает 30—25 мкм, а пермаллой как механически более мягкий сплав может быть получен толщиной до 3—2 мкм. Основные магнитные свойства таких тонких мате­риалов близки к свойствам материалов больших толщин. однако они имеют несколько повышенную коэрцитивную силу и высокую стоимость, а технология сборки магнитных цепей кз них весьма сложна.

Магнитодиэлектрики

Магнитодиэлектрики получают путем прессования порошкооб­разного ферромагнетика с изолирующей органической или неорга­нической связкой. В качестве основы применяют карбонильное же­лезо, альсифер и др. Изолирующей связкой служат феноло-формальдегидные смолы, полистирол, стекло и др. Основа должна обла­дать высокими магнитными свойствами, а связка—способностью образовывать между зернами сплошную (без разрыва) электро­изоляционную пленку. Такая пленка должна быть по возможности одинаковой толщины и прочно связывать зерна между собой.

Магнитодиэлектрик должен иметь малые потери и отличаться достаточной стабильностью магнитной проницаемости от времени и при колебаниях температуры.

Суммарные потери мощности в магнитодиэлектрикс определя­ются потерями на гистерезис (г), последействие (п), на вихревые токи (т) и диэлектрическими потерями (д) в электроизоляцион­ной связке:

Р=Ргптд (9.7)

которые вызывают увеличение активного сопротивления индуктив­ной катушки с сердечником из магпитодиэлектрика. Величина это­го сопротивления слагается из сопротивления обмотки и сопро­тивления, обусловленного потерями в магнитодиэлектрике, и мо­жет быть выражена следующей формулой:

r=rг+rп+rт+rд+rм (9.8)

где r=rг+rп+rт+rд—суммарное сопротивление, эквивалентное потерям в магнитодиэлектрике; rм —сопротивление, эквивалентное потерям в меди (м) обмотки катушки.

Величина потерь магнитодиэлектрика в значительной степени зависит от размеров частиц порошка ферромагнетика и характера изоляции между зернами.

Для уменьшения потерь, особенно обусловленных вихревыми токами, необходимо применять возможно более мелкий порошок ферромагнетика с тщательной изоляцией отдельных зерен.

Магнитодиэлектрики характеризуются эффективной магнитной проницаемостью, которая всегда меньше ц ферромагнетика, со­ставляющего основу данного магнитодиэлектрика. Это объясня­ется двумя причинами — наличием неферромагнитной связки и тем, что проницаемость магнитодиэлектриков часто приходится измерять на готовых сердечниках различной конфигурации, а не на кольцевых сердечниках.

Прессованные сердечники применяют в индуктивных катушках фильтров, генераторов, частотомеров, контуров радиоприемников и т. д. Такие катушки должны иметь малый объем при высокой индуктивности и обладать большой добротностью

Q=ωL/r (9.9)

где L—индуктивность; ω—угловая частота; r—активное сопро­тивление катушки.

Введение сердечника в катушку увеличивает ее индуктивность в большей мере, чем возрастает активное сопротивление, зави­сящее от потерь в сердечнике, в связи с чем добротность катуш­ки повышается.

В табл. 9. 7 приведены сравнительные данные катушки без сер­дечника и катушки той же индуктивности с сердечником из магнитодиэлектрика.

Индуктивные катушки с сердечником из магнитодиэлектрика могут обладать переменной индуктивностью, обеспечивающей воз­можность настройки контуров посредством перемещения подвиж­ных сердечников (подстроечннков).

Изделия из магнитодиэлектриков стареют, т. е. изменяют свои характеристики во времени. Стабильность прессованного сердеч­ника зависит от свойств порошкообразного ферромагнетика, ка­чества связки и от воздействия среды, в частности влажного воз­духа и температуры.

Наибольшее распространение получили магнитодиэлектрики, изготовляемые путем прессования из карбонильного же­леза, частицы которого имеют особенно малые размеры и округ­ленную форму, и из размолотого альсифера.

Сердечники на основе карбонильного железа отличаются до­статочно высокой стабильностью, малыми потерями, положитель­ным температурным коэффициентом магнитной проницаемости и могут быть использованы в широком диапазоне частот. Для сердечников из альсифера характерен отрицательный температурный коэффициент магнитной проницаемости.

Таблица 9.7. ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИНДУКТИВНОЙ КАТУШКИ 1000 мкГн ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СЕРДЕЧНИКА ИЗ КАРБОНИЛЬНОГО ЖЕЛЕЗА

Характеристика

Катушка без сердеч­ника

Катушка с сердечником

Эффект введения сердечника

Объем, м3

26*10-6

3,5*10-6

Экономия 87% объема

Вес, Н

24*10-2

9,2*10-2

Экономия 62% веса

Длина провода, мм

1800

720

Экономия 60%провода





Р
ис. 9.17. Сердечники из магнетиков ВЧ, применяемые в радиотехнике

I—открытый; II, III полузакрытые; IV закрытый (броневой)

Это позволяет создавать магнитодиэлектрики из смеси карбонильного железа и альсифера с необходимой величиной и знаком температурного коэффициента магнитной проницаемости.

На рис. 9. 17 изображены формы сердечников, которые изго­товляют из высокочастотных магнетиков, применяемых в радио­технике.

В табл. 9. 8 приведены основные обобщенные свойства магнитодиэлектриков из карбонильного железа и альсифера. Магнит­ная проницаемость магнитодиэлектриков практически не управ­ляема внешним магнитным полем (см. рис. 9.25).

Верхний предел рабочих температур магнитодиэлектриков в лучшем случае достигает 100—120°С. Относительно недавно раз­работанные магнитодиэлектрики на основе молибденового пермаллоя (обычные пермаллои механически мягкие и плохо размалываются) имеют наибольшую по сравнению с остальными магнитодиэлектриками начальную магнитную проницаемость – до 200-250.

Ферриты

Особенности. Ферриты представляют собой ферримагнитную керамику с незначительной электропроводностью. Общие пред­ставления о явлении ферримагнетизма приведены в п. 9.1.

Большая величина удельного сопротивления ρ, превышающая ρ железа в 106—1011 раз, а следовательно, и относительно незна­чительные потери энергии в области повышенных и высоких час­тот наряду с достаточно высокими магнитными свойствами обес­печивают ферритам широкое применение в радиоэлектронике.

Состав и структура. Ферриты являются двойными окислами железа и двухвалентных (реже—одновалентных) металлов, соот­ветствующими следующей общей формуле:

MeO Fe2 O3

где Me—символ двухвалентного металла. Большинство ферритов имеет кубическую кристаллическую решетку, подобную минеральной шпинели MgO Al2 O3.

Различные ферриты, как и природный магнитный железняк (магнетит) FeO Fe2O3, обладают магнитными свойствами, однако ферриты ZnO Fe2O3 и CdO Fe2O3 являются немагнитными. Иссле­дования показали, что наличие или отсутствие магнитных свойств определяется кристаллической структурой материалов и, в част­ности, расположением ионов двухвалентных металлов и железа между ионами кислорода.

На рис. 9.18 показана эле­ментарная ячейка шпинели с, различным расположением катионов. В случае структуры обычной шпинели, когда в центре кислородных тетраэдров расположены ионы Zn2+ или Cd2+, магнитные свойства отсутствуют. При структуре так называемой обращенной шпинели, когда в центре кис­лородных тетраэдров расположе­ны ионы Fe3+, материал имеет магнитные свойства, ферриты, обладающие наиболее ценными магнитными свойствами и нашед­шие техническое применение, представляют собой, как прави­ло, твердые растворы нескольких простейших соединений, в том числе и немагнитных ферритов. Так, например, общая формула одного из широко распространен­ных никель-цинковых ферритов имеет вид

mNiO·Fe2O3+ nZnO Fе2O3+kFeO 2O3

где коэффициенты m, п и k опре­деляют количественные соотно­шения компонентов.

Процентный состав компонен­тов играет существенную роль в получении тех или иных маг­нитных свойств материала. На рис. 9.19 в качестве примера по­казана зависимость начальной магнитной проницаемости никель-цинкового феррита от его состава. Как видно из этого рисунка, вы­сокие значения μн достигаются в довольно узком участке тройной диаграммы.

Применяющиеся в технике ферриты называют также о к с и ф е р а м и, так как они представ­ляют собой сложные оксидные ферримагнетики. Это более правильно, однако первое название получило широкое распростране­ние. В зарубежной литературе употребляют еще термин «феррокскуб» подчеркивающий кубическое строение решетки этих материалов.


Р
ис. 9.18.Элементарная ячейка шпинели: белые шарики—ионы кислорода; черные-катионы в тетраэдрических положениях; заштрихованные — катионы в октаэдриче-ских положениях



Рис 9.19.Зависимость начальной магнитной проницаемости в системе NiO-ZnO-Fe2O3 от состава (температура об­жига 1380°С)

Технология изготовления ферритов оказывает очень существен­ное, влияние на свойства готовых изделий. Процесс производства ферритовых изделий в основном сводится к следующему. Предва­рительно приготовляют ферритовый порошок, состоящий из тонко измельченных и тщательно перемешанных обожженных окислов соответствующих металлов. В него добавляют пластификатор, обычно раствор поливинилового спирта, и из полученной массы прессуют под большим давлением изделия требуемой формы. Затем изделия подвергают обжигу при температуре 1100— 1400°С. При этом происходит их спекание и образование твердых растворов ферритов. Обжиг должен производиться обязательно в окислительной среде (обычно в воздухе). Наличие даже неболь­шого количества водорода в рабочем пространстве печи может вызвать частичное восстановление окислов, что приведет к резко­му увеличению магнитных потерь. Усадка ферритов при обжиге может достигать 20%.

Ферриты являются твердыми и хрупкими материалами, не поз­воляющими производить обработку резанием и допускающими только шлифовку и полировку.

Ферриты обладают магмитострикцией, причем у различных ферритов этот эффект проявляется по-разному. Так, ферриты с низкой температурой Кюри обладают меньшим магнитострикционным эффектом.

Классификация. По свойствам и применению ферриты можно разделить на следующие группы:

а) магнитномягкие ферриты (Н и ВЧ);

б) ферриты СВЧ;

в) ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ);

г) магнитнотвердые ферриты.

Ввиду особых свойств ферриты ППГ будут рассмотрены в п. 9.4, а магнитнотвердые ферриты—в п. 9.5.

Наиболее распространенная маркировка магнитномягких ферритов следующая. На первом месте стоит численное значение μн, затем идут буквы, определяющие частотный диапазон применения, ограничиваемый свер­ху значением граничной частоты fгp. Под граничной частотой понимают частоту, при которой начинается быстрый рост тангенса угла потерь феррита и он доходит до зна­чения 0,1. (Другим параметром является критическая частота, при которой начальная магнитная проницаемость снижается ло 0,7 От ее значения в постоянном магнитном поле fкpгp). Ферриты для звуковых, ультразвуковых и низких радиочастот для краткости обозначают буквой Н (низкочастот­ные). Граничная частота их для разных марок может лежать в пределах от 0,1 до 50 МГц. В маркировке высокочастот­ных ферритов имеются буквы ВЧ, гра­ничная частота их 50—600 МГц. Далее в маркировке магнитномягких ферритов следуют буквы, означающие состав мате­риала: М — марганец-цинковый феррит, Н — никель-цинковый и т.п. В маркировке СВЧ ферритов введе­ны цифровые индексы разновидностей этих материалов.

Р
ис.9.20. Петля гистерезиса феррита с высо­кой магнитной проницаемостью

Ферриты Н и ВЧ. Рассмот­рим основные закономерности в свойствах магнитномягких фер­ритов.

На рис. 9.20 приведена петля гистерезиса феррита с высокой магнитной проницаемостью. Как видно из рисунка, этот феррит имеет максимальную индукцию свыше 0,3 Т. Коэрцитивная сила его невелика — порядка 12 А/м.

Н
а рис. 9.21 и 9.22 представ­лены зависимости магнитной проницаемости и тангенса угла потерь (суммарных — магнитных и диэлектрических) от частоты марганец-цинковых и никель-цинковых ферритов различных марок. Чем больше начальное значение магнитной проницаемо­сти, тем при более низких часто­тах наблюдается ее снижение. Ферриты с большим значением μ
эфф обладают и большим значе­нием tgδ, показывающим более ранний рост с увеличением ча­стоты, т.е. граничная частота их будет ниже.

Рис.9.21. Зависимости μэфф (сплошные ли­нии), tgδ (пунктирные линии) мар­ганец-цинковых ферритов от ча­стоты в слабом поле напряженно­стью 0,4 А/м (для сравнения при­ведены аналогичные кривые, ха­рактеризующие пермаллой)

Р