Металлические магнитострикционные

Таблица 27.32. Основные характеристики металлических магнитострикционных материалов [5]

Следует подчеркнуть, что настоящая монография не претендует на исчерпывающий охват темы. Основное внимание авторы уделили тем направлениям, в которых в последнее время получены наиболее интересные результаты и которые вместе с тем не успели еще стать тривиальными, вошедшими в практику инженерной работы. Этим объясняется то, что в первой книге не рассматриваются металлические магнитострикционные и обычные пьезоэлектрические излучатели, резонансные волноводы продольных колебаний и т. д. [c.4]

Основным преимуществом ферритов, по сравнению с металлическими магнитострикционными материалами, является отсутствие потерь на токи Фуко. Сердечники преобразователей из металлических материалов для уменьшения этих потерь обычно набирают из пластин толщиной 0,1— 0,3 мм процессы тонкого проката материала, а также изоляции пластин и сборки пакетов весьма трудоемки. Но даже при такой технологии изготовления сердечников не удается полностью избежать потерь на токи Фуко, из-за которых снижается к.п.д. излучателя и ограничивается сверху диапазон его рабочих частот. Ферриты же обладают электрическим сопротивлением в 10 —10 ° раз большим, чем металлы, поэтому потери на токи Фуко в них практически отсутствуют. Высокий электроакустический к.п.д. ферритовых преобразователей сохраняется в широком диапазоне частот, верхний частотный предел их применимости определяется конструктивными соображениями. Сердечники ферритовых преобразова- [c.113]

Рис. 1. Преобразователи из металлических магнитострикционных материалов с сердечниками а — стержневой, бив — кольцевой формы. Стрелками (на всех рис.) помечено направление тока в обмотке.

Л 1,17 Х/2) и составлял 40 мм. В качестве излучателей на частотах 15 и 22 пгц использовались металлические магнитострикционные преобразователи, а на частоте 10 пгц — преобразователь пакетного типа [83] на базе пьезокерамики. [c.301]

Сплавы с высокой магнитострикцией применяют для изготовления сердечников генераторов акустических колебаний. Пакет из тонколистового магнитострикционного сплава, помещенный в электромагнитную катушку, по которой пропускается переменный ток, создает продольную вибрацию определенной частоты. Такой вибратор, погруженный в жидкость, посылает пучки акустических колебаний, которые, отражаясь от металлических и других предметов, возвращаются в приемник колебаний. Зная направление пучка и интервал времени между выходом и входом пучка, можно обнаружить искомый предмет. На этом принципе построены различные гидроакустические приборы, например эхолоты для измерения глубины дна, приборы для связи между судами, маяками и т. д. Материал, из которого изготовляют сердечник эхолота, должен обладать коррозионной стойкостью в морской воде, иметь [c.175]

Малогабаритные ультразвуковые установки УЗУ применяются для промывки, очистки или обезжиривания от полировальных паст, масел, смазок, металлической пыли и других загрязнений деталей или изделий радиотехнической, электротехнической, приборостроительной промышленности. Работают они на полупроводниках и имеют большой срок службы. Установки состоят из генератора и ванны, выполненных отдельными блоками. Колебания моющему раствору передаются при помощи пьезокерамических преобразователей из цирконата-титаната свинца (ЦТС-19), имеющего высокий к. п. д. (70—80% в отличие от 30— 40% у магнитострикционных преобразователей). Преобразователи из ЦТС-19 просты, экономичны и не требуют водяного охлаждения. Продолжительность очистки 30—50 сек. [c.205]

Изыскания новых магнитострикционных материалов до последнего времени велись в основном по линии исследования и получения металлических сплавов, обладающих ценными для электроакустических преобразователей свойствами. В последние годы привлекли 220 [c.220]

Среди аморфных металлических материалов магнитные материалы применяются наибО лее широко. В Японии и США они уже. используются для изготовления магнитных экранов, магнитных головок, микрофонов, различных элементов звуковоспроизводящих устройств, магнитострикционных линий задержки, фильтров, сердечников управляющих обмоток и т. д. Ведутся новые успешные разработки. Примеры использования аморфных магнитных сплавов приведены в табл. 10.3. [c.299]

К магнитно-мягким материалам относятся чистое (электромагнитное) железо, листовая электротехническая сталь, железо-армко, пермаллои (железоникелевые сплавы), а также металлические стекла и некоторые ферриты. К магнитно-мягким материалам специального назначения относятся термомагнитные сплавы и магнитострикционные материалы. [c.103]

В качестве источника упругих колебаний используются магнитострикционные преобразователи. Они могут быть либо металлическими, либо ферритовыми. Все более широкое применение находят пьезокерамические, как более эффективные, с меньшими потерями. [c.238]

Техническими средствами для обработки с помощью ультразвука служат рабочие головки. На рис. 36 показана рабочая головка магнитострикционного преобразователя. Головка состоит из магнитострикционного преобразователя 3 и металлического (стального) концентратора акустической энергии 4. Нижняя часть концентратора 2 является сменным рабочим инструментом, который должен иметь форму, соответствующую характеру обработки, например, при сверлении закрепляется стержень — сверло. [c.68]

Источником ультразвука для технического применения обычно служат кристаллы кварца, турмалина, титаната бария и др., обладаюш ие пьезоэлектрическими свойствами, или металлические стержни никеля, кобальта, железа, ряда сплавов, реализуемые в магнитострикционном методе получения ультразвука. [c.474]

Согласно табл. 3, ферриты, разработанные для акустических целей разными авторами, имеют близкие по величине статические и динамические магнитострикционные характеристики. По этим характеристикам они не уступают металлическим материалам, а в ряде случаев и превосходят их. Обращает на себя внимание низкая в сравнении с металлами индукция насыщения ферритов, что определяется самой природой их магнитных свойств — ферриты занимают промежуточное положение между ферро- и антиферромагнетиками [4]. [c.123]

Магнитные керамические материалы представляют большой интерес для ультразвуковой технологии. Установки с ферритовыми преобразователями могут найти широкое применение. Такие установки отличаются простотой, дешевизной, малыми габаритами. Это обстоятельство должно привести к расширению области применения ультразвуковой техники. Однако следует иметь в виду, что простая замена преобразователей из магнитострикционных металлических материалов ферритовыми в уже имеющихся установках недопустима. При конструировании установок с ферритовыми преобразователями необходимо учитывать их специфические особенности — высокую добротность и ограниченную механическую прочность. Первое свойство требует более тщательного согласования преобразователя с концентратором, чем для преобразователей из металлов в установках, предназначенных для работы с малой нагрузкой (типа установки ультразвукового резания, сварки), необходимо применение автоподстройки частоты питающего генератора.Относительно невысокая механическая прочность требует применения ограничителей по амплитуде, более тщательного выбора режима работы преобразователя. Однако эти дополнительные требования не снижают большой практической выгоды, которую дает применение таких преобразователей. Уже сейчас ясно, что ферритовые преобразователи во многих случаях могут успешно конкурировать даже с преобразователями из пьезоэлектрической керамики. [c.147]

Сравнение магнитострикционных преобразователей из керамических и металлических материалов. Отчет Акуст. инст., 1965. [c.148]

В настоящее время магнитострикционные излучатели широко применяют в науке и почти во всех отраслях техники (ультразвуковые дефектоскопы и микроскопы, сгустители взвешенных частиц в жидкостях—для пайки алюминия и нержавеющей стали, отмывки металлических деталей от жира, удаления окалины со стальных листов, изготовления штампов малого размера и т. д.). [c.174]

Основными узлами ультразвукового станка (рис. 58,а) для получения отверстий различной формы являются источник ультразвуковых колебаний в виде магнитострикционного вибратора, с помощью которого преобразуется электрическая энергия в механическую концентратор в виде металлического конуса, к которому крепится инструмент, имеющий ту форму, которую требуется получить для обрабатываемой поверхности устройство для подвода жидкости. [c.100]

Механомагнитные свойства ферритов привлекают внимание техников потому, что наряду с ферритомагнитными свойствами эти материалы имеют свойства, близкие к свойствам изоляторов и при действии переменных магнитных полей в них не образуются вихревые токи. Тем самым их сравнительно высокая магнитная проницаемость и магнитострикционный эффект сохраняются даже на весьма высоких частотах. Металлические магнитострикционные материалы из-за образования вихревых токов (даже при использовании слоеных сердечников с весьма тонкими ламелями) применяют до частот порядка 100 кГц. Ферриты же могут работать в области мегагерц. [c.70]

В части II описываются магнитострикционные ферритовые (керамические) излучатели. Эти излучатели имеют ряд преимуществ по сравнению с обычно применяемыми металлическими магнитострикцион-ными. Они дешевле, проще в изготовлении, обладают существенно большим к. п. д. и хорошей добротностью. Химическая устойчивость делает их незаменимыми при применении ультразвука для активизации электрохимических процессов, а также для работы в химически активных средах. Возможность введения постоянных магнитов, выполненных из специальных ферритов, снимает вопрос о необходимости постоянного подмагничивания. Наряду с исследованием свойств ферритов, в частности при колебаниях больших амплитуд, приводятся технология их изготовления, результаты испытаний, а также дается описание конкретных технологических установок, разработанных Акустическим институтом совместно с отраслевыми институтами. [c.5]

В табл. 3 приведены основные характеристики ферритов, изготавливаемых Акустическим институтом, ферритов 7А1 и 7А2 фирмы Филиппе и ферритов N 51 фирмы Кирфотт (по данным работ [22, 24]). Для сравнения даны также свойства наиболее распространенных металлических магнитострикционных материалов. Кроме уже упоминавшихся величин, в табл. 3 приведена плотность д,, скорость звука с, температура Кюри к-Динамические магнитострикционные характеристики К, % ж К даны при оптимальном подмагничивании и соответствуют малым амплитудам индукции (не более нескольких гаусс). С увеличением амплитуды величина их изменяется. Особенно сильно зависят от амплитуды характеристики потерь Р и Q, причем эта зависимость резко проявляется уже при малых амплитудах, как это будет видно из дальнейшего. Для ферритов 21, 38, 41 и 42 величина tgP соответствует амплитуде индукции в несколько гаусс, за величина Q — амплитуде механического напряжения около 1 кг[см начения Q даны при оптимальном подмагничивании и в состоянии остаточной намагниченности (индекс г). Характеристики потерь ферритов 7А1, 7А2 и N 51 соответствуют малым амплитудам, точные значения которых не известны. [c.121]

Низкое сопротивление неметаллических покрытий микроудар-ному разрушению обусловлено их малой механической прочностью, поэтому материалы такого типа не могут быть использованы в качестве покрытий для защиты металлических деталей от гидроэрозии. Покрытие металлических образцов резиной (толщина слоя 1,5—2,0 мм) позволяет получить более высокие показатели стойкости к микроударному разрушению, чем покрытие эпоксидными смолами и лаками. Поданным, приведенным в работе [10], резиновое покрытие толщиной 2 мм выдерживает трехчасовое испытание на магнитострикционном вибраторе без больших потерь массы образца. Покрытие толщиной I мм быстро разрушается. Испытание образцов, изготовленных из резины, показывает, что сопротивление микроударному разрушению резины гораздо ниже сопротивления обычной углеродистой стали. [c.258]

Улучшение прямоугольности петли гистерезиса под действием ТМО было впервые обна ружено у металлических сплавов в 1913 г. [1] и лишь 20 лет спустя у ферритов [2]. Бозорт высказал предположение, что появляющаяся в результате охлаждения в магнитном поле текстура — следствие перераспределения внутренних напря жений, вызванного магнитострикционными деформациями [3, 4], однако, как показали авторы работ 5, 6], энергия анизотропии, связанная с магнитострикционными напряжениями, слишком мала, чтобы объяснить наблюдаемую экспериментально наведенную магнитную анизотропию. Более успешной оказалась теория направленного упорядочения, разработанная Неелем [7, 8], и независимо от него Танигучи [9, 10] для металлических сплавов, а позднее [c.175]

Кольцевой пьезоэлемент из пластин сегнетовой соли (рис. 4.52г). Пластины сегнетовой соли собирают в кольцо заданного диаметра. Сборка производится с помощью склейки и заливки пластин в полимеризующуюся водостойкую пластмассу. Собственная частота определяется величиной диаметра кольца и скоростью распространения звука в таком сборном кольце так же, как в магнитострикционном кольцевом излучателе (см. параграф 4.13). Сегнетовый кольцевой пьезоэлемент может быть армирован наружным металлическим кольцом или двумя кольцами — наружным и внутренним. Это увеличивает механическую прочность конструкции и позволяет управлять частотной характеристикой кольцевого пьезоэлемента. [c.187]

Ферриты нашли широкое применение в технике как магнитные материалы вскоре после второй мировой войны [3]. В течение сравнительно короткого промежутка времени было разработано и внедрено в промышленность большое количество разнообразных типов этих материалов магнитомягкие ферриты для радиотехнических устройств, специальные СВЧ ферриты, ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса для вычислительных машин, ферритовые постоянные магниты и т. д. Опубликовано большое количество исследований, посвященных этим материалам (некоторые результаты физических исследований обобщены в книге Смита и Вэйна [4]). Первые работы по динамическим магнитострикционным свойствам ферритов появились в 1951—1953 гг. [5—10]. В них исследовались ферритовые резонаторы применительно к использованию их в качестве элементов фильтров или в качестве стабилизирующих устройств для электронных генераторов. Здесь уместно напомнить, что первые исследования, посвященные колебаниям металлических магнитострикторов, также были направлены на применение этих колебаний в радиотехнических устройствах [12—14]. [c.114]

Оборудование, применяемое при ультразвуковой очистке, обычно состоит из ультразвуковой ванны, генератора тока высокой частоты и излучателя (преобразователя тока высокой частоты в ультразвуковые колебания),, встроенного в дно ванны. В качестве излучателей в основном применяют магнитострикцион-ные преобразователи, которые преобразуют электрические колебания ультразвукового генератора в механические, которые передаются моющей жидкости в ванне. Удаление накипи и продуктов коррозии, помимо очистки в расплаве солей, косточковой крошкой или металлическим песком, производится обработкой объектов ремонта 10—12%-ной ингибированной соляной кислотой при температуре 75—80°С. Время обработки — 20—25 мин. После обработки в кислотном растворе объекты ремонта ополаскивают в растворе кальцинированной соды 5 кг/м и тринатрий-фосфата 2 кг/м . [c.63]

NASA, Лаборатория реактивных двигателей им. Льюиса, Кливленд, шт. Огайо. Для испытаний при высоких температурах в жидких металлах была разработана магнитострикционная установка с частотой 25 кГц и удвоенной амплитудой колебаний 76,2 мкм. Эта установка описана в работе Янга и Джонстона [94] и схематически показана на фиг. 9.10. Она имеет специальные металлические сильфоны (обеспечивающие герметизацию ванны с жидким металлом), которые расположены в узловой точке непосредственно над образцом. [c.449]

Рис. 219. Схема морского эхолота I — самописец /И — мотор постоянного тока, Р—редуктор, 5—укреплённое на барабане перо, АГ— контакты, Л — заземлённая металлическая плита, В — графитованная бумага, О — нулевая линия, соответствующая глубине погружения излучателя и приёмника, О—запись профиля дна 2—усилитель эхо-сигналов 3 — контакторная коробка с пусковым реле 4 — магнитострикционный излучатель 5 — магнитострикционный приёмник.

Фирмой Пластике Энд Раббер Продактс К° (Онтарио, Калифорния) разработана специальная ультразвуковая система для очистки пресс-форм, изготовляемых из углеродистой или термообработанной стали и применяемых в резиновой промышленности. Установка состоит из генератора и определенного количества датчиков (в зависимости от размера очистительного цилиндра). Применяют пьезоэлектрические и магнитострикционные (металлические) датчики. Звуковая энергия, выделяемая датчиками, превращается в сжимающее усилие звуковой волны — кавитацию, которая генерирует в растворе бесчисленное количество пузырьков, снимающих загрязнения и частицы резины со стенок гнезд пресс-формы. Особенно эффективна очистительная система с частотой 25 000 Гц Для ультразвуковой очистки рекомендованы щелочной раствор (0,453 г щелочи на 3,7 л воды) и температура 70—80 °С. При таком режиме среднезагрязненная форма очищается за 3— 4 мин [89]. [c.304]

Проходящий по обмотке магнитострикциона переменный ток порядка 20—30 кгц вызывает механические колебания, которые через волновод передаются соединяемым металлическим пластинкам в зону сварки. Эти ультразвуковые колебания разрушают оксидную пленку, сближают свариваемые поверхности и при приложении механического усилия образуют сварное соединение. В настоящее время разработаны и применяются установки для точечной и шовной сварки ультразвуком. [c.307]

Металлический кристалл, пронизываемый переменным магнитным потоком, синхронно с изменением напряженности магнитного поля меняет свои размеры в каком-либо одном направлении. Это явление, открытое Джоулем в 1847 г., известно под названием магнитострикционного эффекта. Наибольшими магннтострикцион-ными свойствами обладают железо, никель, кобальт и разнообразные их сплавы (табл. 4). [c.107]

Чтобы создать крутильные колебания в цилиндре, изготовленном из магнитострикционного материала, необходимо определенное расположение полей возбуждаюш ее поле должно быть направлено вдоль оси, а поляризуюш,ее поле — по окружности или наоборот [2, 33, 34]. Ни один из этих методов не нашел сколько-нибудь заметного применения, тогда как метод, использующий механическое преобразование типов колебаний, описанный Скерротом и Нейлором [4], получил широкое распространение. В этом методе, как показано на фиг. 172, возбуждающие обмотки создают продольные колебания с противоположными фазами в двух металлических полосках, прикрепленных к проволоке. Напряжения кручения, возникающие при этом на конце проволоки, распространяются вдоль нее в виде крутильных волн. [c.507]

Наиболее широко применяемыми (особенно при волочении) ультразвуковыми колебательными системами (УКС) радиального типа являются системы на основе кольцевого магнитострик-ционного преобразователя. Такого рода устройства можно использовать при штамповке выдавливанием мелких деталей с небольшими степенями деформации, поскольку при высоких статических нагрузках на магнитострикционный пакет происходит демпфирование колебаний. Суилественным недостатком является также малая эффективность работы из-за значительных акустических потерь в узле подвески магнитострикционного пакета. В применяемых устройствах [33] преобразователь подвешен в ванне охлаждения посредством металлической втулки, запрессованной во внутреннюю полость пакета и закрепленной своими концами в стенках ванны. Матрица запрессована во втулке. [c.151]

Разработанные и выпускаемые в СССР преобразователи изготавливаются из магнитострикционных металлических сплавов, пьезоэлектрической керамики на основе титаната—цирконата свинца (ЦТС) и из магнитострикционных ферритов. Благодаря универсальности технологического применения, возмояшости получения высоких значений амплитуд скоростей поверхности излучения и большой удельной и полной акустической мощности наибольшее распространение получили магнитострикционные преобразователи из железо-кобальтового сплава. Область применения пьезокерамических и ферритовых преобразователей — более узкая это главным образом очистка от жировых и механических загрязнений, слабо связанных с поверхностью деталей, когда удельная акустическая мощность может ограничиваться значениями 1—1,5 вт/см . [c.221]

Пьезомагнитные свойства материалов определяют константами, к которым относятся упругие и пьезомагнитные модули, магнитострикционная постоянная, магнитная проницаемость, коэффициент магнитомеханической связи. Среди пьезо-магннтных материалов можно выделить две группы металлы и сплавы из металлов и пьезомагнитную керамику — ферриты. В практике сложилась такая терминология если материал магнитопровода металлический, преобразователь называют магнитострикционным, если ферритовый — пьезомагнитным. Условимся далее все преобразователи, работающие на основе пьезомагнитного эффекта, называть магнитострикционньши. [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...