Материаловедение_Кюри

ГУАП

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №10

«Определение температуры Кюри магнитных материалов»

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА

СТУДЕНТКА ГР.	4410				Акопян Б. К.
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург

2015

1. Цель работы: ознакомление с методикой измерения магнитной проницаемости высокочастотных магнитомягких материалов – ферритов; исследование температурной зависимости начальной магнитной проницаемости µ(Т); расчет температурного коэффициента магнитной проницаемости α_μ; определение магнитной точки Кюри Θ ферритов.

2. Описание лабораторной установки:

Лабораторная установка (рис. 2.1) состоит из измерителя RLC и блока измерения. В блоке измерения расположены: термостат с исследуемыми образцами, выполненными в виде тороидов с обмоткой (обмотка содержит 20 витков), источник питания 9В, средства коммутации режимов работы и переключения номера образца, вентилятор для принудительного охлаждения образцов и средства индикации температуры и режимов работы.

Измеритель индуктивности представляет собой универсальный RLC измеритель с единым отсчетом. При измерении сопротивления, индуктивности или емкости питание осуществляется напряжением 9В от встроенного блока питания в блоке измерения. Термостат снабжен цифровым индикатором температуры и вентилятором для вынужденного охлаждения.

Рис. 2.1

Лабораторная установка для определения точки Кюри для магнито-мягких материалов

3. Исследуемые материалы:

В данной работе исследуются ферриты 1000НН и 2000НМ.

Ферриты - это неметаллические, точнее керамические материалы, обладающие магнитными свойствами. В природе существует только один феррит - магнитный железняк. Намагниченный естественным магнитным полем земли он проявляет свои магнитные (очень слабые) свойства, но из-за низких магнитных характеристик не находит самостоятельного применения в технике. Известно семь типов структур ферритов.

Ферриты со структурой смешанной шпинели всегда обладают магнитными свойствами независимо от природы характеризующего металла. Однако общий вывод сводится к тому, что свойства магнитных простых ферритов низкие и они не лучше, а во многом и хуже свойств магнито-диэлектриков. Это объясняется большими значениями К и λ_s таких ферритов, а следовательно, значительной величиной H_с и низкими значениями M_н и M_max . Поэтому магнитные простые ферриты самостоятельного применения в качестве магнитомягких материалов в технике не нашли.

Распространение получили сложные ферриты. На рисунке 50 показаны зависимости различных свойств ферритов от их химического состава на примере сложного никель-цинкового феррита.

Следует помнить, что простой никелевый феррит имеет структуру обращенной шпинели и проявляет магнитные свойства. Цинковый же феррит имеет структуру нормальной шпинели и немагнитен. Таким образом, в магнитный материал с невысокими магнитными характеристиками добавляют совершенно немагнитный материал и характеристики сложного феррита, который при этом образуется, изменяются.

4. Результаты эксперимента:

Результаты измерений (вычислений) магнитной проницаемости

Табл. 1:

T^oC	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90
L1, мГн	0.303	0.313	0.323	0.331	0.338	0.345	0.35	0.355	0.359	0.363	0.367	0.363	0.334	0,237
µ1	753,8	778,6	805,7	823,4	852,7	857,3	874,2	876,5	910,4	914,6	921,9	901,8	867,5	644,5
L2	0.803	0.888	0.976	1.046	1.112	1.189	1.266	1.346	1.424	1.489	1.538	1.563	1.564	1.553
µ2	1997,9	2209,3	2428,3	2540	2766,7	2958,3	3149,8	3348,6	3542,9	3704,7	3826,6	3888,8	3891,3	3863,9

5. Расчетные формулы:

(6.1)

где L – индуктивность сердечника из исследуемого материала, Гн; µ₀= 4π·10^-7 Гн/м; N– число витков обмотки на исследуемом феррите, S– площадь поперечного сечения тороида, перпендикулярная магнитным силовым линиям, м²; d_ср – средний диаметр тороида, м;

, град^.-1 , (6.2)

где µ_н1– начальная магнитная проницаемость образца при температуре Т₁ (комнатная температура); µ_н2– начальная магнитная проницаемость образца при 60℃. Обычно считают α_µ в интервале температур от 20℃ (Т₁) до 60℃ (Т₂).

7. Примеры вычислений:

По ф-ле (6.1.):

По ф-ле (6.2):

8. Выводы: цель достигнута.

Я ознакомилась с методикой измерения магнитной проницаемости высокочастотных магнитомягких материалов, провела исследование температурной зависимости начальной магнитной проницаемости µ(Т); определила магнитную точки Кюри Θ для ферритов 1000НН и 2000НМ, которые равны 75℃ и 85℃ соответственно.