4. 5. Классификация магнитных материалов

По основным магнитным параметрам ферромагнитные материалы можно классифицировать на следующие группы;

1. Магнитно-мягкие – материалы с малым значением коэрцитивной силы Нc ( до 100 А/м), большой величиной магнитной проницаемости и малыми потерями на гистерезис. Они используются в качестве магнитопроводов постоянного тока (сердечники трансформаторов, измерительных приборов, катушек индуктивности и т.п.). Рис. 4.5. а, б и в включает в себя разновидности гистерезисных петель с разным характером кривых намагничивания для магнитно-мягких ферромагнетиков; рис. 4.5. г – представляет петлю гистерезиса для магнитно-твердого материала.

Рис. 4.5. Гистерезисные петли магнитных материалов

К магнитно-мягким материалам относятся:

• технически чистое железо, карбонильное железо;

• электротехническая сталь;

• пермаллои;

• альсиферы;

• ферриты (медномарганцевые);

• термомагнитные сплавы (Ni-Сr-Fе) и др.

2. Магнитно-твердые – материалы, имеющие большую коэрцитивную силу (Нс > 100 А/м) (см. рис. 4.5, г).

Магнитотвердые материалы применяют для изготовления постоянных магнитов, в которых используется магнитная энергия в воздушном зазоре между полюсами магнита.

К магнитно-твердым материалам относятся:

- литые сплавы альни (Аl-Ni-Fе);

- альнико (Al-Ni-Со-Fе);

- магнико;

- легированные стали, закаливаемые на мартенсит и др.

3. Ферриты – материалы представляющие собой двойные окислы железа с окислами двухвалентных металлов (МеО∙Fe₂O₃). Ферриты могут быть магнитно-мягкими и магнитно-твердым, в зависимости от их кристаллического строения, например, типа шпинели – (MgAl₃O₄), гаусмагнита (Мn₃O₄), граната Ga₃Al₂(SiO₄)₃ и др. Электрическое удельное сопротивление их велико (от 10^-1 до 10¹⁰ Ом∙м), следовательно потери на вихревые токи, особенно при высоких частотах, малы.

4. Магнитодиэлектрики – материалы, состоящие из ферромагнитного порошка с диэлектрической связкой. Порошок берется обычно на основе магнитно-мягкого материала – карбонильное железо, альсифер, а связующим диэлектриком служит материал с малыми диэлектрическими потерями – полистирол, бакелит и др.

В таблице 4.1 приводятся справочные параметры некоторых ферромагнитных материалов различных классификационных групп.

Таблица 4.1

Наиме- нование магнитного материала	Хими-ческий состав или марка	Относительная магнитная проницаемость, μ		Магнитная индукция В, Т		Коэр-цитив-ная сила Нс, А/м	Удельн. эл. сопро-тивле- ние ρ, мкОм∙м	Энергия в зазоре , Дж/м^3
		нача-льная, μн	макси-маль-ная, μmax	оста-точ-ная, В	макси-маль-ная, Вmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Магнитно-мягкие
Электро- техн. сталь	Si до 2,8%	—	50000	0,4	1,5	16	0,4
Пермаллой низко-никелевый	50 НХС	1500	15000	—	1	20	0,9
Пермаллой высоко-никелевый	76 НХД	35000	220000	—	0,65	1	0,55
Супермаллой	—	100000	1500000	—	0,8	0,3	0,6
Альсифер	Al, Ni, Fe	35000	120000	—	1,5	1,8	0,8
Ферриты
Феррит никель-цинковый	2000 НМ	2000	7000	—	—	12	10^-7
Феррит марганец-цинковый	6000 НМ	6000	10000	—	—	12	10^5
Магнитно-твердые
Альни	Ю НД8	—	—	0,55	—	44000	—	5000
Альнико	ЮНДR 3515	—	—	0,8	—	87000	—	14000
Феррит бариевый	1 БИП	—	—	0,19	—	120000	—	2800
Феррит бариевый	2,4 БА	—	—	0,33	—	224000	—	9600
Магнико		—	—	1,3	—	60000	—	24000
Магнитодиэлектрики
На основе карбонильного железа		16	73	0,2	0,8	7	—	—