Ферромагнитные поликристаллические материалы изотропны с точки зрения намагничивания.
На рис. 5.9 представлена петля гистерезиса при намагничивании ферромагнетика.
Петля гистерезиса при намагничивании является симметричной относительно нулевой точки. Величина Iост характеризует остаточную намагниченность при снятии внешнего магнитного поля. Материалы, из которых изготавливаются постоянные магниты, должны обладать повышенной величиной остаточной намагниченности, а трансформаторы – пониженной. Значение отрицательной напряженности поля, при которой исчезает остаточная намагниченность (Нс) называется коэрцитивной силой.
Рис. 5.9. Кривая намагничивания и петля гистерезиса
Площадь, ограниченная петлей гистерезиса, пропорциональна работе, затрачиваемой на перемагничивание единицы объема материала
(5.38)
где Q величина энергетических потерь при перемагничивании.
Согласно закону зависимости Штейнмеца
(5.39)
где η – коэффициент Штейнмеца, зависящий от свойств материала; ВS - индукция насыщения.
3.10. Ферромагнитные свойства металлов
и металлических фаз
К структурно чувствительным свойствам материала относят относительную магнитную проницаемость или восприимчивость (μ, χ), коэрцитивная сила (Нс) и остаточная магнитная индукция или намагниченность Iост. К структурно нечувствительным свойствам относят намагниченность насыщения (IS) и температурe Кюри (θК). Структурно чувствительные свойства определяются техническим намагничиванием, а структурно нечувствительные - спонтанным магнетизмом.
В твердых растворах на базе ферромагнитных металлов с повышением концентрации парамагнитных и диамагнитных добавок намагниченность насыщения понижается. Исключение составляют системы Ni-Mn, Fe-Ir, Fe-Pt, в которых при небольшом содержании второго компонента намагниченность насыщения растет, а также система Ni-Pd, в которых намагниченность насыщения не меняется до 25% Pd.
При образовании твердых растворов ферромагнитных редкоземельных металлов магнитная проницаемость сплава меняется аддитивно
(5.40)
где сi – атомарная доля i-го компонента; μi – его магнитная проницаемость.
С повышением упорядочения твердого раствора его ферромагнитные свойства, как правило, возрастают. Увеличение плотности дефектов кристаллического строения приводи к снижению магнитного насыщения. Закалка так же приводит к снижению IS.
Точка Кюри ферромагнетиков почти всегда понижается при растворении в них неферромагнитных компонентов. Исключение составляют твердые растворы Fe-V и Ni-W. В них при увеличении концентрации V и W точка Кюри сначала повышается, достигая максимума, а затем падает.
Намагниченность насыщения твердых растворов и чистых металлов не является структурно чувствительных свойством и практически не зависит от наклепа, величины зерна, кристаллографической ориентации и т.д.
Холодная пластическая деформация вызывает искажение пространственной решетки, возникающие при этом внутренние напряжения, затрудняют процессы намагничивания и размагничивания ферромагнетиков. Магнитная проницаемость при наклепе понижается, и тем значительнее, чет больше степень обжатия, а коэрцитивная сила, наоборот, возрастает. Измельчение зерна влияет в том же направлении, что и наклеп. Так при увеличении размера зерна чистого железа с 0,1 мкм до 11 мкм магнитная проницаемость возрастает с 4090 до 8050.
В твердых растворах внедрения коэрцитивная сила растет вместе с содержанием растворенных примесей, причем в значительной степени этот рост наблюдается при малых концентрациях.
В большинстве случаев химические соединения ферромагнетиков с парамагнетиками и диамагнетиками являются парамагнитными
3.11. Магнитные свойства гетерогенных сплавов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.