231

а - зависимость реверсивной магнитной проницаемости марганеццинкового и никель-цинкового ферритов от напряж подмагничивающего (постоянного) поля Н при частоте 100 кГц и амплитуде

0,4 А/м.

б - реализация немеханического управления индуктивностью контура.

Рисунок 7.11

Электрические свойства. По электрическим свойствам ферриты относятся к классу полупроводников или даже диэлектриков. При рабочих частотах большее значение в частипотерь, связанных с электрическими явлениями (при возникновении вихревой ЭДС), имеет не проводимость, а электрическая поляризация электронно-релаксационного . типаОна обусловлена процессами электронного обмена между ионами переменной валентности (в частности между ионами железа, которые могут быть двух- и трехвалентными). При повышении температуры увеличивается вероятность перескока электронов между ионами переменной валентности. Среди многих факторов, влияющих на эффективное электрическое сопротивление ферритов (с учетом токов смещения), основным является концентрация в них ионов двухвалентного железа Fe2+. Под влиянием теплового движения слабосвя-

2+	к ионамFe	3+	и
занные электроны перескакивают от ионов железаFe

понижают валентность последних. У ферритов-шпинелей энергия активации электропроводности обычно лежит в пределах от0,1 до 0,5 эВ. Наибольшей концентрацией ионов двухвалентного железа и, соответственно, наименьшим удельным сопротивлением обладает магнетитFe3O4 (феррит железа), у которого r= 5×105 Ом×м. В то же время в феррогранатах концентрация ионов Fe2+ мала, потому их удельное сопротивление может достигать высоких

значений (до 109 Ом×м).
Для	ферритов характерна относительно большая			диэлектрическая
проницаемость (eст >100¾1000), которая			зависит от частоты и состава
материала.	С	повышением частоты	диэлектрическая	проницаемостьe
ферритов падает.		Наиболее высокое значение e присуще марганец-цинковым
ферритам, у которых она достигает тысяч единиц.

7.6.3 Применение ферритов

Магнитомягкие ферриты используют при изготовлении сердечников различных трансформаторов, катушек индуктивности, фильтров, резонансноколебательных контуров, магнитных антенн, статоров и роторов высокочастотных моторчиков, деталей отклоняющих систем телевизионной аппаратуры, индуктивных линий задержки и других радиокомпонентов. Все это относится к высокочастотной и импульсной технике. В постоянных полях

232

и полях промышленной частоты магнитомягкие ферриты, как правило, не применяют.

Для передачи переменных магнитных потоков применяют никель-цинко- вые и марганец-цинковые, а также, особенно в области высоких частот, литий-цинковые, свинцово-никелевые и другие ферриты.

Ферриты по сравнению с металлическими магнитными материалами обладают низкой индукцией насыщения(в силу частичной компенсации магнитных моментов и их"разреженности" в матрице оксида), поэтому в сильных полях применять их не выгодно. Однако в переменных полях высокой частоты ферриты благодаря отсутствию размагничивающего действия

вихревых токов могут иметь более высокую индукцию, чем металлические
материалы. Магнитомягкие ферриты с начальной магнитной проницаемостью
400—20000 в слабых полях во многих случаях							эффективно заменяют
листовые ферромагнитные материалы— пермаллой и электротехническую
сталь. В	средних	и	сильных		магнитных		полях	замена	листов
ферромагнетиков ферритами нецелесообразна, поскольку у ферритов меньше
индукция насыщения.
Некоторые наиболее распространенные изделия из ферритов показаны
на рисунке 7.12. Ферритовые магнитопроводы бывают либо монолитными(в
виде единого тела, например, кольцевой сердечник), либо составными — из
двух хорошо пришлифованных друг к другу частей, например, Ш-образных,
П-образных, чашеобразных.			Составные		магнитопроводы распространены
шире монолитных, так как намотка провода на замкнутые сердечники вызы-
вает определенные трудности. Некоторые магнитопроводы выполнены в виде
стержней, на их основе		создаются, например, магнитные					антенны. Часто
применяют ферритовые сердечники с разомкнутой магнитной цепью. В
качестве примера незамкнутого магнитопровода(с зазором) на рисунке 7.12,
б показана конструкция составного сердечника закрытого(броневого) типа с
регулируемым зазором. Он состоит из двух одинаковых чашек и стержня-
подстроечника, входящего			в	центральное		отверстие. П ремещением

подстроечника можно регулировать добротность, магнитную проницаемость магнитопровода и, соответственно, индуктивность катушки.

Монокристаллы магнитомягких ферритов находят довольно широкое применение при изготовлении магнитных головок записи и воспроизведения сигналов звукового и видеодиапазонов в магнитофонах. По сравнению с

металлическими	ферритовые	головки	обладают	высоким	удельным
сопротивлением (что важно для уменьшения			потерь) и большей твердостью.

Из-за высокой скорости движения магнитной ленты при видеозаписи к материалу головки предъявляются повышенные требования в отношении износоустойчивости. Конструкция головки для магнитной записи показана на рисунке 7.12, в. Сердечник головки состоит из двух половин, склеенных стеклом, между которыми создается рабочий . зазорТакие сердечники

233

изготавливают из монокристаллов марганец-цинковых , феррит выращиваемых газопламенным методом.

О других типах ферритов более специализированного назначения будет дана некоторая информация в последующих разделах.

		а)						б)		в)
Рисунок 7.12 - Изделия из ферритов (а), в том числе броневой сердечник
(б) и магнитная головка (в)
7.6.4 Маркировка магнитомягких НЧ- и ВЧ-ферритов
Наиболее		распространенная			маркировка				магнитомягких		ферритов
состоит из минимум трех позиций.
1)	Численное		значение	магнитной		проницаемости, как				правило,
начальной (или		другой, если		в маркировке имеется четвертая позиция,
указывающая на специальные свойства, см. ниже)
2)	Буква,	определяющая		рабочий частотный					диапазон. Буква "Н"
(низкочастотный)			соответствует		значениям fкр<50				МГц, а	буква "В"
(высокочастотный)			- значениям fкр>50 МГц.

3)Буква, означающие состав материала: "М" - марганец-цинковый феррит, "Н" - никель-цинковый и др.

4)Буква, характеризующая специальные свойства: "И" - импульсный; "П"- с подмагничиванием; "С" - термостабильный; "Т" - механически твердый (для магнитных головок) и др.

5)Другие буквенные обозначения. например, "А"- анизотропный (текстурированный).

Для ферритов специального назначения приняты другие тип маркировок. Числа, стоящие в первой позиции могут означать величины, связанные с рабочей характеристикой этих ферритов.