Магнитно-твёрдые материалы

Определение «Магнитно-твёрдые материалы» по БСЭ:
Магнитно-твёрдые материалы - магнитно-жёсткие (высококоэрцитивные) материалы, Магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряжённостью в тысячи и десятки тысяч а/м (10І-10і э). М.-т. м. характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы Hc, остаточной индукции Br, магнитной энергии (BH) max на участке размагничивания - спинке петли Гистерезиса (см. таблицу). После намагничивания М.-т. м. остаются магнитами постоянными из-за высоких значений Br и Hc. Большая коэрцитивная сила М.-т. м. может быть обусловлена следующими причинами: 1) задержкой смещения границ доменов благодаря наличию посторонних включений или сильной деформации кристаллической решётки; 2) выпадением в слабомагнитной матрице мелких однодоменных ферромагнитных частиц, имеющих или сильную кристаллическую анизотропию, или анизотропию формы.
М.-т. м классифицируют по разным признакам, например, по физической природе коэрцитивной силы, по технологическим признакам и другим. Из М.-т. м. наибольшее значение в технике приобрели: литые и порошковые (недеформируемые) магнитные материалы типа Fe - Al - Ni - Со; деформируемые сплавы типа Fe - Со - Mo, Fe - Со - V, Pt - Со; Ферриты (гексаферриты и кобальтовый феррит). В качестве М.-т. м. используются также соединения редкоземельных элементов (особенно лёгких) с кобальтом; магнитопласты и магнитоэласты из порошков ални, альнико, ферритов со связкой из пластмасс и резины (см. Магнитодиэлектрики), материалы из порошков Fe, Fe - Со, Mn - Bi, SmCo5.
Высокая коэрцитивная сила литых и порошковых М.-т. м (к ним относятся материалы типа альнико, магнико и другие) объясняется наличием мелкодисперсных сильномагнитных частиц вытянутой формы в слабомагнитной матрице. Охлаждение в магнитном поле приводит к предпочтительной ориентации у этих частиц их продольных осей. Повышенными магнитными свойствами обладают подобные М.-т. м., представляющие собой монокристаллы или сплавы, созданные путём направленной кристаллизации [их максимальная магнитная энергия (BH) max достигает 107 гс·э].
М.-т. м. типа Fe - Al - Ni - Со очень тверды, обрабатываются только абразивным инструментом или электроискровым методом, при высоких температурах их можно изгибать. Изделия из таких М.-т. м. изготавливаются фасонным литьём или металлокерамическим способом.
Деформируемые сплавы (важнейшие из них - комолы и викаллои) более пластичны и значительно легче поддаются механической обработке. Дисперсионно-твердеющие сплавы типа Fe - Со - Mo (комолы) приобретают высококоэрцитивное состояние (магнитную твёрдость) в результате отпуска после закалки, при котором происходит распад твёрдого раствора и выделяется фаза, богатая молибденом. Сплавы типа Fe - Со - V (викаллои) для придания им свойств М.-т. м, подвергают холодной пластической деформации с большим обжатием и последующему отпуску. Высококоэрцитивное состояние сплавов типа Pt - Со возникает за счёт появления упорядоченной тетрагональной фазы с энергией анизотропии 5·107 эрг/смі.
Из литых, порошковых и деформируемых М.-т. м. изготавливают постоянные магниты, используемые в измерительных приборах (например, амперметрах и вольтметрах постоянного тока), в микродвигателях и гистерезисных электрических двигателях, в часовых механизмах и др. К М.-т. м. относятся гексаферриты, то есть ферриты с гексагональной кристаллической решёткой (например, BaO·6Fe2O3, SrO·6Fe2O3).
Кроме гексаферритов, в качестве М.-т. м. применяется феррит кобальта CoO·Fe2O3 со структурой Шпинели, в котором после термической обработки в магнитном поле формируется одноосевая анизотропия, что и является причиной его высокой коэрцитивной силы. Магнитно-твёрдые ферриты применяются для работы в условиях рассеянных магнитных полей и в СВЧ-диапазоне. Изделия из ферритов изготовляют методами порошковой металлургии.

Основные характеристики важнейших магнито-твердых материалов
















Марка материалаОсновной состав, %Br ·10−3, гсHc, э(BH)max, Мгс·э
(по массе)
У131,3C, ост. Fe8600,22
Е7В60,7C, 0,4Cr, 5,7W, 0,4Si, ост. Fe10,4680,36
ЕХ9К15М1C, 9Cr, 15Co, 1,5Mo, ост. Fe8,21600,55
12КМВ12 (комол)12Co, 6Mo, 12W, ост. Fe10,52501,1
ЮНД4 (ални)25Ni, 12Al, 4Cu, ост. Fe6,15000,9
ЮНДК24 (магнико)14Ni, 8Al, 24Co, 3Cu, ост. Fe12,36004
ЮНДК35Т5ВА (тиконал)14Ni, 8Al, 35Co, 3Cu, 5Ti, Nb<110150010
ПлК 76 (платинакс)76Pt, ост. Co7,9400012
52КФ (викаллой)52Co, 13V, ост. Fe6500-
2ФК (Co феррит)CoO·Fe2O3318002
1БИ (Ba феррит)BaO·6Fe2O3 (изотропный)217001
3БА (Ba феррит)BaO·6Fe2O3 (анизотропный)3,720003,2
3СА (Sr феррит)SrO·6Fe2O3 (анизотропный)3,632003
Co5SmCo5Sm (анизотропный)9,4BHc=850021

Лит. см. при ст. Магнитные материалы.
И. М. Пузей.

Магнитно-мягкие материалы    Магнитно-твёрдые материалы    Магнитно-твёрдые сплавы