Аморфные материалы проницаемостью

Остановимся на некоторых трудных проблемах магнитномягких аморфных материалов. Одной из таких проблем, как отмечают авторы книги, является временная нестабильность проницаемости. Эта проблема стоит особенно остро в отношении аморфных сплавов с Х 0, где пиннинг границ доменов выражен весьма слабо, и поэтому стабилизация границ доменов вследствие направленного упорядочения по сути дела является лимитирующим фактором. В кристаллических материалах эта проблема решается сравнительно легко — путем снижения примесей внедрения углерода и азота. Ранее предполагали, что временная нестабильность проницаемости аморфных сплавов в районе климатических температур обусловлена атомами металлоидов [9]. Однако исследование сплавов с Я О, но не содержащих металлоиды, показало [20 с. 49], что и в этих материалах нестабильность проницаемости выражена весьма сильно. По всей видимости, атомной структуре аморфных сплавов, не зависимо от того, содержат ли они атомы металлоидов или нет, присущи некоторые дефекты, перестройка которых в зависимости от направления вектора намагниченности обеспечивает стабилизацию границ доменов и наведение одноосной анизотропии. [c.17]

Аморфные материалы удовлетворяют почти всем требованиям, которые предъявляются к материалам, идущим на изготовление чувствительных элементов и датчиков, измерительных инструментов, а именно высокие значения предела упругости и прочности, высокая магнитная проницаемость, низкое значение коэрцитивной силы, высокая механическая прочность и надежность, термическая стабильность, чувствительность, широкий диапазон измеряемых усилий и напряжений, малая инерционность, небольшие габариты изделий. [c.610]

Наибольший практический интерес вызывают в настоящее время аморфные сплавы на основе переходных металлов группы железа. Они относятся к классу магнитомягких материалов и отличаются высокой магнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой. Значения коэрцитивной силы этих сплавов зависят от химического состава сплавов. По сравнению с поликристалличе-скими магнитомягкими материалами аморфные сплавы обладают рядом преимуществ более низкими потерями по сравнению с трансформаторной сталью, повышенной прочностью, более низкой чувствительностью магнитных свойств к деформациям. Важным преимуществом является более низкая стоимость производства. Все это открывает широкие перспективы использования аморфных магнитных сплавов. [c.375]

Аморфные магнитные материалы. В последнее время уделяется большое внимание вопросам получения и применения аморфных магнитных материалов (АММ). Такие материалы получаются при быстром охлаждении из расплавленного состояния без кристаллизации. Быстрое охлаждение расплавленного сплава достигается различными технологическими приемами, среди которых есть непрерывные или полунепрерывные методы. Аморфная структура получается при скорости охлаждения расплава до 10 °С/с. Современными методами можно изготовить из аморфного материала проволоку или ленту различного профиля непосредственно из расплава со скоростью до 1800 м/мин. АММ обладает очень высокими магнитными характеристиками наряду с повышенным сопротивлением. Перспективными высокопроницаемыми материалами являются аморфные сплавы железа и никеля с добавками хрома, молибдена, бора, кремния, фосфора, углерода или алюминия с магнитной проницаемостью до 500, коэрцитивной силой Не около 1 А/м и индукцией насыщения В., от 0,6 до 1,2 Тл. [c.99]

Кристаллизация аморфных сплавов особенно активно изучается в связи с возможностью создания нанокристаллических ферромагнитных сплавов систем Fe—Си—М—Si—В (М—Nb, Та, W, Мо, Zr), имеющих очень низкую коэрцитивную силу и высокую магнитную проницаемость, т. е. мягких магнитных материалов. [c.54]

Сфера применения аморфных сплавов непрерывно расширяется. В книге Аморфные металлы этому вопросу уделено должное внимание. Аморфные сплавы — это материалы с высокой прочностью и коррозионной стойкостью это и магнитомягкие материалы, у которых высокая проницаемость, отвечающая уровню проницаемости лучших пермаллоев, сочетается с высокой прочностью [c.9]

В первых разделах этой главы в общих чертах описываются основные магнитные свойства аморфных металлических материалов. Далее упор будет сделан на аморфных ферромагнитных материалах, обладающих одним важным отличительным свойством — высокой магнитной проницаемостью, т. е. на магнитномягких аморфных сплавах. Поскольку существенную роль здесь играют процессы намагничивания, особое внимание будет уделено рассмотрению доменной структуры аморфных металлов, явлениям магнитострикции и магнитной анизотропии. Наконец, будет дан краткий анализ магнитных свойств с точки зрения практического использования аморфных металлических материалов. [c.121]

В этом разделе рассматривается поведение аморфных металлических лент при намагничивании. Для понимания такого свойства аморфных магнитных материалов, как высокая магнитная проницаемость (что является темой настоящей главы), очень важно изучить основные закономерности процессов намагничивания. [c.133]

Ленты из этих аморфных сплавов имеют приемлемую намагниченность насыщения и высокую магнитную проницаемость и используются как материалы для высокочастотных устройств. Важными характеристиками для этих материалов являются эффективное значение магнитной проницаемости при высокой частоте Хе н индукция насыщения Bs. Из таблицы видно, что Це сплавов улуч- [c.162]

Аморфные сплавы на основе кобальта с нулевой магнитострик-цией, имеющие тщательно подобранный химический состав и подвергнутые оптимальной термической обработке по соответствующему режиму, как магнитномягкие материалы превосходят пермаллои по таким параметрам как Bs и Хе. Однако и для этих материалов стоит проблема поддержания постоянной магнитной проницаемости течение всего срока службы устройства, в котором они использованы. В частности, это касается и применения аморфных сплавов для изготовления магнитных головок. Это серьезная физическая проблема и решение ее надо искать в самой природе сплавов. [c.166]

В общих чертах, однако, известно, как влияет скорость охлаждения при получений аморфных металлов на такие их свойства, как например, температура кристаллизации, вязкость, магнитная проницаемость, упругость и др. Установлено, что это влияние весьма существенно, поэтому для массового производства аморфных металлических материалов важным вопросом является обеспечение достаточно надежной регулировки условий охлаждения. [c.293]

Магнитные аморфные сплавы обычно подразделяют на материалы с высокой магнитной индукцией и материалы с высокой магнитной проницаемостью. [c.299]

Кроме указанных групп магнитных материалов в технике все большее применение находят материалы с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД), магнитострикционные, тонкопленочные, аморфные магнитные материалы, магнитные жидкости. Получение материалов с прямоугольной петлей гистерезиса (например, магнитных пленок) позволило существенно увеличить быстродействие считывания информации за счет сокращения времени перемагничивания с одновременным увеличением проницаемости в слабых полях. [c.164]

Высокий коэффициент прямоугольности петли гистерезиса, низкая коэрцитивная сила и малые потери энергии позволяют применять аморфные сплавы на основе железа в магнитных усилителях. Подобные сплавы на основе кобальта широко используются при изготовлении магнитных экранов и в магнитных головках. Имея начальную магнитную проницаемость, близкую к кристаллическим аналогам, эти сплавы отличаются более высокой (почти на порядок) износостойкостью, что весьма важно для материалов магнитных головок. Свойства некоторых аморфных и кристаллических сплавов для магнитных головок приведены в табл. 12.3. [c.158]

А) Ферромагнетики с большой коэрцитивной силой. В) Ферромагнетики с узкой петлей гистерезиса. С) Аморфные магнитные материалы. D) Материалы с высокой магнитной проницаемостью. [c.131]

В устройствах для сигнализации предохранительное устройство, представляющее собой удлиненную полоску из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью, вьшолняется из аморфных сплавов с нулевой магнитострикцией, пологой или квадратной петлей гистерезиса и малым значением коэрцитивной силы. Эти материалы наиболее подходят для этой задачи, так как уже при малых возбуждениях дают гармоники более высокого порядка, чем любой другой материал. На магнитные свойства подобного устройства не влияют механические напряжения, могущие возникать в процессе его производства или работы. [c.610]

В электронике больших мощностей в последнее время все чаще находят применение импульсные источники питания, работающие на частотах вплоть до 100 кГц. Сочетание высокого электрического сопротивления аморфных материалов микронных сечений с малыми гистерезисными потерями и высокой максимальной магйитной проницаемостью позволяет в значительной степени сократить время накопления энергии для нового импульса и создает весьма удачный комплекс свойств для использования в этой области частот. Например, для независимого контроля каждого из выходов такого источника можно применить дроссели с тороидальными сердечниками, позволяющими осуществить подобный контроль с использованием чисто магнитных эффектов. При этом, помимо низких потерь на перемагничивание, необходима также прямоугольная форма петли гистерезиса. В этом случае для достижения высокой эффективности (снижение потерь, увеличение КПД) целесообразно использовать материал с чрезвычайно низким значением коэрцитивной силы. Именно у аморфных материалов возможно достичь сочетания всех этих свойств. [c.609]

Аморфные магнитные материалы. Особую группу магнитомягких материалов образуют аморфные металлические материалы, получаемые с помощью специальных технологий. Известны два типа таких материалов аморфные сплавы металлов группы железа (см. п. 27.3.1) с добавкой 10—20% (атомное содержание) таких металлоидов, как В, С, N, Si, Р, и аморфные сплавы переходных металлов с редкоземельными. Приводятся данные только о материалах первого типа (табл. 27.29, 27.30), так как они находят применение в качестве материалов с малыми потерями при пере-магничнвании и большей магнитной проницаемостью в слабых полях (см. выше). Данные о материалах второго типа можно найти в [56]. Результаты, изложенные в этом параграфе, взяты из [82]. Аморфные сплавы отечественного. производства описаны в справочнике [28]. [c.640]

Конденсаторная керамика отличается небольшим содержанием бесщелочной аморфной фазы. Кристаллические фазы формируют в соответствии с требуемыми ТКе, стремясь к наибольшему значению е и низкому tg 6. С величиной ТКе тесно связана диэлектрическая проницаемость чем больше (по абсолютной величине) ТКе, тем выше, значение е (рис. 10.1). Значение е изменяется в пределах 12 -т- 230 при 20 С tg 6 == 6 -10- if = 10 гц) 80 ке1см, о зг 800 кГ см при 155° С -у 10 1/ол СМ, - g б sS 1,2 -Ю . По величине температурного коэффициента диэлектрической проницаемости ТКе материалы можно подразделить на три класса (табл. 10.2) класс I — не-термостабильная керамика с ТКе = [(—3300) (—1500)] 10 Мград] [c.144]

Для магнитомягких материалов, основные требования к которым заключаются в минимальном значении Д и высоких значениях начальной, а также максимальной магнитной проницаемости ц = В/Н и индукции насыщения Д, оптимальные характеристики реализуются при размере кристаллитов менее 20 нм. В классическом сплаве Р1пете1 на основе железа, кремния и бора с добавками ниобия и меди, полученного контролируемой кристаллизацией из аморфного состояния, магнитная доменная структура в наночастицах Ре — 81 отсутствует, что в сочетании с взаимной компенсацией магнитострикционных эффектов в кристаллитах и аморфной матрице ведет к формированию очень низкой коэрцитивной силы (5—10 А/м), высокой начальной магнитной проницаемости при обычных и высоких частотах. За счет малой площади, ограниченной кривой перемагничивания, потери на пере-магничивание такого материала невелики. [c.76]

Магнитные материалы. На рис. 3.19 — 3.21 приведены данные, иллюстрирующие влияние размера кристаллитов на магнитные свойства материалов различных типов. В последние годы благодаря изучению свойств наноматериалов, полученных контролируемой кристаллизацией из аморфного состояния, японскими учеными был открыт новый класс магнитомягких материалов с высоким уровнем статических и динамических магнитных свойств по сравнению с аналогичными по назначению кристаллическими и аморфными сплавами. Это сплавы на основе Ре —81 —В с небольшими добавками N6, Си, 2г и некоторых других переходных металлов (например, Р1пете1 в Германии сплавы этого типа называются Витроперм ). После закалки из расплава эти сплавы аморфны, а оптимальные параметры достигаются после частичной кристаллизации при температуре 530 —550 °С, когда выделяется упорядоченная нанокристаллическая фаза Ре —81 (18 — 20) % с размером частиц около 10 нм. Объемная доля наночастиц в аморфной матрице составляет 60 — 80 %. Сплавы обладают низкой коэрцитивной силой (5— 10 А/м) и высокой начальной магнитной проницаемостью при обычных и высоких частотах при малых потерях (200 кВт/м ) на перемагничивание, что обеспечивает их широкое применение в электротехнике и электронике в качестве трансформаторных сердечников, магнитных усилителей и импульсных источников питания, а также в технике магнитной записи и воспроизведения и т.д., обеспечивая значительную миниатюризацию этих устройств и стабильную работу в широком диапазоне частот и температур. Мировой выпуск сплавов оценивается на уровне 1000 т в год [39]. [c.162]

Полученные в ходе многих успешных экспериментов характеристики свойств аморфных металлов обусловили повышенный интерес к практическому применению этих материалов. Это видно по табл. 1.1, где сделана попытка проследить историю развития исследований аморфных металлов. В 1970 г. появилась основная технология получения непрерывных аморфных металлических лент методы центробежной закалки [2, 4] и закалки в валках (прокатки расплава) [5]. До этого удавалось получать лишь небольшие аморфные пластинки. Именно тогда, с появлением возможности изготовления лент, было установлено, что сплавы, хрупкие в кристаллическом состоянии, при аморфизации приобретают высокую пластичность и прочность [2, 6]. То, что до тех пор интересовало лишь экспериментаторов-одиночек, вдруг оказалось в центре всеобш,его внимания. После 1970 г. появились многочисленные разработки аморфных сплавов, были открыты многие другие их интересные свойства. Так, в 1974 г. были обнаружены свер хвысокая коррозионная стойкость [7] и высокая магнитная проницаемость [8, 9] аморфных сплавов. Сегодня эти новые материалы из мечты превратились в реальность. [c.26]

Как уже указывалось в разделе 5.4.3, аморфные металлические материалы с нулевой магнитострикцией характеризуются высокой магнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой. Впервые близкая к нулю магнитострикция наблюдалась на аморфных сплавах в системах (Со —Fe)(Si — В) и (Со —Fe)(P —В) при содержании железа 5% (см. рис. 5.20). Затем нулевая магнитострикция была обнаружена и в сплавах, легированных никелем [104], что отмечено на рис. 5.42. Кроме того, магнитострикция приближается к нулю при замене железа на марганец [105, 106]. Недавно нулевая магнитострикция обнаружена в аморфных сплавах на кобальтовой основе с цирконием в качестве аморфизирую-щего элемента [107]. Эти сплавы ведут себя аналогично сплавам кобальта с металлоидами. Если в сплавы с цирконием вместо железа и (или) марганца ввести молибден или хром, то свойства сплавов резко меняются. При такой замене компонентов у сплавов кобальта с металлоидами магнитострикция отрицательна, а у сплавов с цирконием она оказывается положительной. Другие аморфные сплавы на основе кобальта, например Со — Та [108] и Со — Nb [109], также имеют отрицательную магнитострикцию, поэтому, добавляя туда железо, можно получить сплавы, имеющие нулевую магнитострикцию, что действительно наблюдается, например, в сплавах Со — Fe — Nb [ПО]. [c.161]

Аморфные сплавы с химическим составом, отвечающим нулевой магнитострикции, уже используются в Японии как материалы с высокой магнитной проницаемостью. Главное внимание здесь уделяется разработанному в Японии сплаву Fe5 o7oSiioBis (Amomet). В табл. 10.6 приведены характеристики типичных сплавов с высокой магнитной проницаемостью. Среди них сплавы с магнитострик-цией 10-10- , которые используются как основа для магнитных экранов, и сплавы с нулевой магнитострикцией, предназначенные для магнитных головок. По сравнению с традиционными магнитными материалами аморфные сплавы имеют высокие значения В и Це, низкую коэрцитивную силу Не И, кроме того, превосходные характеристики прочности и износостойкости. [c.302]

Использование аморфных сплавов в качестве магнитно-мягких материалов требует оптимизации их химического состава и структуры по следующим критериям температуре Кюри (она должна быть достаточно высокой и приближаться к температуре Кюри лучших кристаллических магнитно-1 ягких сплавов или превышать ее) магнитной проницаемости коэрцитивной силе индукции насыщения и удельного электросопротивления (для аморфных сплавов оно по крайней мере в 3 раза выше, чем для кристаллических). Этими свойствами можно управлять не только при изменении химического состава, но и путем отжига, в том числе в магнитном поле [492]. Например, сплав (Рео,97Мпо,оз)7б5114Вю имеет температуру Кюри на 150—200° выше, чем ферриты, а его эффективная магнитная проницаемость при частоте 20 кГ составляет 6-10 (для ферритов она равна 2-10 ). [c.302]

В промышленных масштабах применяют аморфные сплавы с высокой магнитной проницаемостью (для магнитных головок, магаитных э1фанов, головок звукоснимателей, повышающих трансформаторов и др.) и аморфные сплавы с высокой магаитной индукцией (для силовых трансформаторов, электродвигателей и др.). Широко применяют аморфные припои и сверхпроводящие материалы. [c.306]

Диэлектрическая проницаемость е в уравнении Пуассона в общем случае является тензором второго ранга. Поскольку все обычные полупроднико-вые материалы имеют кубическую кристаллическую структуру, а двуокись кремния аморфна, то никакой анизотропии в ней нет, и диэлектрическую проницаемость можно представить скалярной величиной. Более того, с большой точностью можно полагать, что диэлектрическая проницаемость однородна даже для вырожденных полупроводников. [c.393]

В качестве материалов для сердечников магнитных головок используют железоникелевый сплав пермаллой, имеющий начальную магнитную проницаемость Ян 20 000, железоалюминиевый сплав альфенол с Ян ЮООО, железо—алюминий— кремние-вый сплав сендаст с Ян = 35 000, высокоплотный феррит, аморфные сплавы и др. Пермаллой наиболее просто поддается механической обработке. Однако при этом изменяются его магнитные свойства, что приводит к необходимости введения дополнительной операции— отжига, усложняющей технологию изготовления головок. Недостатками пермаллоя являются малая износостойкость и значительные потери на вихревые токи на частотах более 20 кГц. [c.251]

Изучение М. с. позволяет исследовать природу металлич., магн. и др. св-в ТВ. тел. Высокая прочность (приближается к теор. пределу для кристаллов) Б сочетании с большой пластичностью и высокой коррозионной стойкостью делает М. с. перспективными упрочняющими элементами для материалов и изделий. Нек-рые М. с. (напр., РееоВго) — ферромагнетики с очень низкой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью, что обусловливает их применение в качестве магнитно-мягких материалов. Другой важный класс аморфных магн. материалов — сплавы редких земель с переходными металлами. Перспективно использование электрич. и акустич. св-в М. с. (высокое и слабо зависящее от темп-ры электрич. сопротивление, слабое поглощение звука). [c.409]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...