- •Классификация диэлектриков по виду поляризации
- •Электропроводность диэлектриков
- •Электропроводность газов
- •Электропроводность жидкостей
- •Электропроводность твердых диэлектриков
- •Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков
- •Виды диэлектрических потерь в электроизоляционых материалах
- •Диэлектрические потери, обусловленные поляризацией
- •Диэлектрические потери, связанные со сквозной электропроводностью
- •Ионизационные диэлектрические потери
- •Диэлектрические потери, обусловленные неоднородностью структуры
- •Диэлектрические потери в газах
- •Диэлектрические потери в жидких диэлектриках
- •Диэлектрические потери в твердых диэлектриках
- •Пробой газов в однородном электрическом поле
- •Пробой газов в неоднородном электрическом поле
- •Пробой жидких диэлектриков
- •Пробой твердых диэлектриков
- •Влажностные свойства диэлектриков
- •Влажность изоляционных материалов
- •Влагопроницаемость изоляционных материалов
- •Механические свойства диэлектриков
- •Хрупкость изоляционных материалов
- •Вязкость изоляционных материалов
- •Параметр (число) Рейнольдса является безразмерным и определяется отношением:
- •Нагревостойкость диэлектриков. Классы нагревостойкости
- •Холодостойкость изоляционных материалов
- •Теплопроводность изоляционных материалов
- •Тепловое расширение изоляционных материалов
- •Химические свойства диэлектриков
- •Воздействие излучений высокой энергии на изоляционные материалы
- •Термо-эдс в металлах
- •Температурный коэффициент линейного расширения проводников
- •Требования, предъявляемые к проводниковым материалам
- •Различные типы проводников
- •Сверхпроводники и криопроводники
- •Примеси замещения и примеси внедрения
- •Примеси замещения. Ковалентные структуры типа алмаза
- •Примеси замещения. Ковалентные полупроводниковые соединения
- •Примеси замещения. Полупроводники с ионными решетками
- •Примеси внедрения. Ковалентные структуры типа алмаза
- •Примеси внедрения. Ионные структуры
- •Воздействие внешних факторов на электропроводность полупроводников влияние тепловой энергии
- •Влияние деформации на электропроводность полупроводников
- •Воздействие света на электропроводность полупроводников
- •Влияние сильных электрических полей на электропроводность полупроводников
- •Основные виды магнитных потерь
- •Свойства и область применения технически чистого железа, а также листовых электротехнических сталей с разным содержанием кремния
- •Свойства и область применения сплавов со специальными свойствами (термокомпенсационные сплавы, сплавы для изготовления постоянных магнитов на основе металлов)
- •Сплавы на основе ферритов для изготовления постоянных магнитов, их достоинства и недостатки
- •Состав и область применения аустенитных и нержавеющих сталей в электротехнике
- •Состав и область применения конструкционных чугунов и сталей в электротехнике
- •Магнитодиэлектрики
- •Состав и область применения сплавов с высокой магнитострикцией
- •Технология изготовления ферритов
Сплавы на основе ферритов для изготовления постоянных магнитов, их достоинства и недостатки
Ферриты представляют собой магнитную керамику с незначительной электронной электропроводностью. Большое удельное сопротивление, превышающее ρ железа в 106—1011 раз, а следовательно, и относительно небольшие потери энергии в области повышенных и высоких частот наряду с достаточно высокими магнитными свойствами обеспечивают ферритам самое широкое применение при повышенных и высокие частотах
Ферриты представляют собой системы из оксидов железа и оксидов двухвалентных, реже одновалентных металлов, соответствующих общей формуле МеОnFe2О3, где Ме - символ двухвалентного металла. Ферриты имеют кубическую кристаллическую решетку, подобную решетке шпинели, встречающейся в природе (MgOAl2O3). Большинство соединений указанного типа, как и природный магнитный железняк (магнетит) FeOFe2O3, обладает магнитными свойствами. однако соединения ZnOFe2O3 и CdOFe2O3 являются немагнитными. Исследования показали, что наличие или отсутствие магнитных свойств определяется кристаллической структурой этих материалов, и в частности расположением ионов двухвалентных металлов и железа между ионами кислорода.
Ферриты, обладающие наиболее интересными магнитными свойствами и нашедшие техническое применение, представляют собой, как правило, твердые растворы нескольких простейших соединений, в том числе и немагнитных. Так, например, общая формула широко распространенных никель-цинковых ферритовимеет следующий вид:
mNiOFe2O3+nZnOFe2O3+pFeOFe2O3,
где коэффициенты т, п, р определяют количественные соотношения между компонентами.
Процентный состав компонентов играет существенную роль в получении тех или иных магнитных свойств материала. Применяющиеся в технике ферриты называют оксиферами, желая подчеркнуть, что они представляют собой сложные оксидные ферримагнетики, что, конечно, более правильно, однако первое название получило большее распространение. За рубежом для некоторых типов ферритов употребляется название «феррокскуб», подчеркивающее кубическое строение решетки этим материалов.
Все чаще используются для изготовления постоянных магнитов магнитотвердые ферриты. Наибольшее значение из них имеет бариевый феррит ВаО6Fе2О3, который не содержит дефицитных металлов. В Европе на его основе изготавливается около 40% постоянных магнитов. Этот феррит имеет гексагональную структуру и в результате этого высокую кристаллическую анизотропию. Ферриты изготавливаются как изотропными, так и анизотропными. Удельная магнитная энергия анизотропных ферритов в направлении ориентации на порядок больше, чем в перпендикулярном к нему направлении. Анизотропные ферриты прессуются в магнитном поле. Их коэрцитивная сила доходит до 130 кА/м, а (ВН)таx - до 28 кДж/м3. Свойства материала заметно улучшаются при замене части ионов Ва или Fе ионами других элементов, например Сr. При этом коэрцитивная сила достигает 240 кА/м. Магнитотвердые ферриты имеют небольшую остаточную индукцию, что компенсируется высокими значениями коэрцитивной силы. В отличие от металлических магнитов, которые имеют небольшую площадь, но большую длину в направлении оси магнита, ферритовые магниты изготовляются короткими по оси магнита и имеют большую площадь. Их остаточная индукция сильно зависит от температуры, поэтому они непригодны для измерительных приборов. Однако этот недостаток можно устранить. Их недостатками являются также хрупкость, твердость и необходимость поверхностной защиты, а достоинствами - меньшие цена и плотность, а также возможность использования при высоких частотах.
Относительно хорошие свойства имеют и постоянные магниты из спрессованных однодоменных частиц. Такие частицы могут перемагничиваться только путем поворота магнитных моментов, поэтому эти материалы имеют высокую коэрцитивную силу Нс. Они часто прессуются в сильном магнитном поле, чтобы однодоменные частицы ориентировались в направлении предстоящего намагничивания. Они выгодны, так как частицы обладают высокой кристаллической анизотропией. Чаще всего используются однодоменные частицы из железа и сплавов Fе-Со или Мn-Вi. Размеры частиц не должны превышать определенного критического значения, которое для частиц из железа равно 0,05 мкм, а для частиц из сплава Мn-Вi достигает 8 мкм. Коэрцитивная сила таких магнитов достигает 60 кА/м, а произведение (ВН)тах бывает до 27 кДж/м3.