МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ


МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

       
ферромагнитные металлы и сплавы (см. ФЕРРОМАГНЕТИК), а также ферриты, обладающие хорошо выраженными магнитострикц. св-вами (см. МАГНИТОСТРИКЦИЯ) и применяемые для изготовления магнитострикционных преобразователей эл.-магн. энергии в механич. и обратно (излучатели акустич. колебаний, датчики давления, фильтры и др. приборы).
ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Примечание: k, m соответствуют Н0 опт; для а приведены макс. значения.
Осн. хар-ки М. м. (см. табл.): коэфф. магнитомеханич. связи k, квадрат к-рого равен отношению преобразованной энергии (механич. или магнитной) к подводимой (соответственно магнитной или механической) без учёта потерь; динамические магнитострикц. постоянная а, определяющая чувствительность преобразователя в режиме излучения, и относительная магнитная проницаемость m; скорость звука с; магнитострикция насыщения ls, определяющая предельную интенсивность звука, излучаемого преобразователем; коэрцитивная сила Нс и уд. электрич. сопротивление r, характеризующие потери энергии соотв. на гистерезис и на вихревые токи. Магнитострикц. преобразователи работают, как правило, при пост. поле подмагничивания Н0, соответствующем максимуму k (H0 опт) или несколько большем.
Металлич. М. м. изготавливают в виде лент толщиной 0,1—0,3 мм, из к-рых штампуют или навивают сердечники, ферриты-шпинели применяют в виде монолитных сердечников, ферриты-гранаты — в виде монокристаллов.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

- ферромагнитные металлы и сплавы (см. Ферромагнетик )и ферримагнитные ферриты, обладающие хорошо выраженными магнитострикц. свойствами (см. Магнитострикция); применяются для изготовления магнито-стрикиионных преобразователей. Существуют металлич. и ферритовые M. м.

Свойства M. м. Связанные с преобразованием энергии свойства M. м. характеризуются коэф. магнитоме-ханич. связи К, магнитострикц. постоянной а и постоянной чувствительности А. Величина К равна отношению преобразованной энергии (механической или магнитной) к подводимой (соответственно магнитной или механической) без учёта потерь;3001-53.jpgопределяет чувствительность электроакустич. преобразователя в режиме излучения, а 3001-54.jpg- его чувствительность в режиме приёма. Относит, магн. проницаемость 3001-55.jpg характеризует электрич. импеданс преобразователя в отсутствие механич. колебаний, к-рый необходимо учитывать при согласовании преобразователя с электрич. схемой (3001-56.jpg- соответственно амплитуды механич. напряжения, магн. индукции, магн. поля). Величины a, L, К связаны соотношениями, в к-рые входят магн. проницаемость m (в общем случае комплексная) и константа упругой податливости. Ди-намич. постоянные упругости - модуль Юнга и модуль сдвига - в комбинации с плотностью материала определяют скорость продольных p сдвиговых волн и соответственно резонансные частоты сердечников заданных размеров при заданной форме колебаний.

Эффективность преобразования, или кпд, определяется наряду с коэф. К магн. и механич. потерями. Магн. потери в M. м. обусловлены вихревыми токами, зависящими от уд. электрич. сопротивления р, и гистерезисом магнитным, косвенно определяемым величиной коэрцитивной силы Н с. Характеризуются магн. потери величиной tgb, представляющей отношение мнимой и действит. части m. Механич. потери зависят от добротности материала Q.

Динамич. характеристики M. м. сильно зависят от величины пост, поля нодмагничивания H0 (рис.). В таблице приведены динамич. характеристики основных M. м., отвечающие малым амплитудам 3001-57.jpg

Зависимость К, a,m от поля подмагничивания H0 для никеля (пунктир) и пермендю-ра (сплошная линия) при малой амплитуде переменного поля.

3001-58.jpg

Температурная стабильность свойств M. м., особенно важная при использовании их в фильтрах, стабилизаторах частоты и др., тем больше, чем выше темп-pa Кюри T0. Для магнитострикц. излучателей звука большое значение имеют величина магнитострикции насыщения l s, к-рая определяет их предельную мощность в условиях значит, нагрузки, и динамич. усталостная прочность s пр, ограничивающая предельную амплитуду колебаний слабо нагруженных преобразователей. Величина l s, а также крутизна статич. кривой зависимости магнитострикции от магн. поля являются определяющими параметрами M. м. при их использовании в оптико-механич. системах, создающих управляемые статич. или НЧ-перемещения.

Из металлических M. м. наиб, употребительны никель и сплавы на его основе, а также железокобальтовые и железоалюминиевые сплавы. Их используют в поликристаллич. форме и изготавливают по обычной металлу ргич. технологии, прокатывая в виде полос толщиной 0,1-0,3 мм для уменьшения потерь на вихревые токи. В сплавах на основе никеля, напр, введением добавок кобальта, компенсируют магнитокристаллографич. анизотропию и соответственно повышают динамич. характеристики К, a,m, а также снижают потери на гистерезис, добавки же кремния или хрома повышают r и соответственно уменьшают потери на вихревые токи. Созданием кристаллич. ориентации в никеле и его сплавах (т. н. кристаллографич. текстуры) достигается увеличение l s на 20-30%. Железо-кобальтовый сплав - пермендюр - обладает большей l s и более высокими магн. и магнитострикц. константами, чем никель, благодаря чему он применяется в мощных излучателях звука. Однако этот сплав легко корродирует, отличается невысокой временной и технол. стабильностью свойств, непластичен и поэтому неудобен в обработке. Железоалюминиевые сплавы обладают достаточно высокими магнитострикц. характеристиками и электросопротивлением; их недостаток - низкая коррозионная стойкость, повыш. хрупкость, затрудняющая их механич. обработку. Электромеханич. и электроакустич. преобразователи из металлич. M. м. применяют на частотах до 20-40 кГц, практически без ограничения прочности.

Редкоземельные M. м. Особую группу металлич. M. м. составляют материалы на основе соединений редкоземельных элементов [тербия (Tb), диспрозия (Dy)] с железом. Магнитострикция их очень велика - до 10-3-10-2, однако она достигается в магн. полях, составляющих десятки и сотни кА/м. Введение компонентов, компенсирующих кристаллография, анизотропию, и создание текстуры позволяют увеличить крутизну магнитострикц. кривой и соответственно повысить динамич. характеристики материалов этого типа: у лучших составов величина К достигает 0,80 при H0 @ 10 кА/м. Получают образцы сплавов на основе редкоземельных элементов методом вытягивания из расплава или методами порошковой металлургии.

Ферритовые M. м. К ним относятся ферриты со структурой шпинели - феррит никеля и твердые растворы на его основе (включающие ферриты кобальта, цинка, меди и др. добавки) - и со структурой граната - в основном феррит-гранат иттрия (ИФГ). Ферриты-шпинели употребляют в виде поликристаллич. керамики, к-рая изготавливается из окислов (реже солей) металлов по керамич. технологии, в форме монолитных сердечников; ферриты-гранаты выращивают из расплава в виде монокристаллов.

Ферритовые M. м. практически не обладают потерями на вихревые токи и соответственно могут использоваться до весьма высоких частот. Для электроакустич. преобразователей применяют ферриты-шпинели на основе феррита никеля, к-рые обладают достаточно хорошими константами преобразования, высокой меха-нич. добротностью, коррозионной стойкостью. Однако относительно малая механич. прочность и низкие значения ls этих M. м. ограничивают предельную амплитуду излучателей звука из ферритов. Для использования в электромеханич. фильтрах, резонаторах путём модификации хим. состава созданы образцы керамич. ферритов с добротностью св. 5000 и весьма малыми температурными коэф. резонансной частоты сердечников. Они применяются на частотах от 104 до 106 Гц. В диапазоне 107-109 Гц для устройств акустоэлектро-ники используются монокристаллич. ферриты-гранаты на основе редкоземельных элементов, обладающие малыми магн. потерями и высокой механич. добротностью. Наиб, распространение среди них получил феррит-гранат иттрия, у к-рого Q ~107 на частоте 10 МГц, tgb ~ 0,03 на частоте 20 МГц, а Т с= 640 0C. Кристаллы ИФГ используются для линий задержки, в т. ч. с усилением сигналов на основе использования нелинейных эффектов и с взаимодействием акустич. и спиновых волн (см. Магнитоупругие волны).

Лит.: П о p и л о в Л. Я., Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов, 2 изд., Л., 1971; Штраусе В., Магнитоупругие свойства иттрпевого феррита-граната, в кн.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 4, ч. Б, С, M., 1970; Cыркин Л. H., Пьезомагнитная керамика, 2 изд.,Л., 1980; Savage H. T. и др., Permeability, magnetomechanical coupling and magnetostriction in grain-oriented rare earth - iron alloys, "J. Appl. Phys.", 1979, v. 50, M 3, p. 1674; Л e н к А., Электромеханические системы, пер. с нем., M., 1982. И. П. Голямина.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ" в других словарях:

  • МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — магнитомягкие материалы, у которых достаточно велик эффект магнитострикции: никель, алфер, пермаллой, пермендюр, ряд ферритов и др. Применяются в качестве преобразователей электромагнитной энергии в др. виды (напр., в механич.), датчиков давления …   Большой Энциклопедический словарь

  • магнитострикционные материалы — магнитомягкие материалы, у которых достаточно велик эффект магнитострикции: никель, алфер, пермаллой, пермендюр, ряд ферритов и др. Применяются в качестве преобразователей электромагнитной энергии в другие виды (например, в механическую),… …   Энциклопедический словарь

  • Магнитострикционные материалы —         Магнитно мягкие материалы, у которых достаточно велик эффект магнитострикции (См. Магнитострикция).          М. м. применяют в качестве преобразователей электромагнитной энергии в другие виды (например, в механическую), для датчиков… …   Большая советская энциклопедия

  • МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — магнитомягкие материалы, у к рых достаточно велик эффект магнитострикции: никель, алфер, пермаллой, пермендюр, ряд ферритов и др. Применяются в качестве преобразователей эл. магн. энергии в др. виды (напр., в меха пич.), датчиков давления и т. п …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • магнитомягкие материалы — намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магнитных полях напряжённостью магнитомягкие материалы(8 800) А/м. Характеризуются высокой магнитной проницаемостью, низкой коэрцитивной силой, малыми потерями на гистерезис и …   Энциклопедический словарь

  • Магнитные материалы — Магнитные материалы, Магнетики  материалы, вступающие во взаимодействие с магнитным полем, выражающееся в его изменении, а также в других физических явлениях  изменение физических размеров, температуры, проводимости, возникновению… …   Википедия

  • магнитные материалы — применяются в технике для изготовления магнитопроводов, постоянных магнитов, носителей информации (магнитные диски, барабаны, ленты) и т. п. Разделяются на магнитомягкие и магнитотвёрдые материалы. * * * МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ,… …   Энциклопедический словарь

  • МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО НАЗНАЧЕНИЯ — МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, магнитные материалы, имеющие узкие области применения, благодаря высоким значениям одного, иногда двух параметров. К числу таких материалов относятся: материалы с прямоугольной петлей… …   Энциклопедический словарь

  • магнитные материалы — вещества, обладающие магнитными свойствами и изменяющие магнитное поле, в которое они помещены. Ими могут быть металлы и сплавы (гл. обр. ферромагнетики, такие, как Fe, Co, Ni, Cu, редкоземельные элементы), диэлектрики и полупроводники (ферри – и …   Энциклопедия техники

  • Магнитно-мягкие материалы —         Магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в относительно слабых магнитных полях напряжённостью Н Магнитно мягкие материалы 8 800 а/м (0,1 10 э). При температурах ниже Кюри точки (См. Кюри точка) (у… …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.