Порошковые магнитно-твердые материалы.

Сплавы получают спеканием порошков металлов при 1300 °С в атмосфере аргона или иной защитной атмосфере. Для обеспечения высоких значений сплавы не должны быть пористыми. Порошки используют мелкодисперсные и желательно неравноосные. Магнитные свойства спеченных сплавов (после тех же видов термической и термомагнитной обработки, которые применяют и для литых сплавов) приведены в табл. 15.11. Такие сплавы используют для мелких и точных по размеру магнитов. По составу спеченные сплавы близки к литым, но по магнитным свойствам несколько уступают им. Цифра в марках сплавов является порядковым номером, буквы обозначают: магнит металлокерамический.

ТАБЛИЦА 15.11. Магнитные свойства спеченных сплавов для язготовлеяия магнитов (ГОСТ 13596- 68)

Магнитно-твердые ферриты также получают спеканием порошков оксидов Fe, Ва и Со. По своим магнитным свойствам ( и особенно В) они уступают литым сплавам Однако, будучи диэлектриками, они могут использоваться как постоянные магниты в высокочастотных магнитных полях без тепловых потерь. Значение ферритов значительно выше, чем у литых сплавов. Это связано с наличием в структуре однодоменных неравноосных порошков оксидов (рис. 15.22). Свойства некоторых ферритов бария и кобальта приведены в табл. 15.12.

Цифра, стоящая в марке на первом месте, определяет значение буква указывает металл в оксиде; буквы И и А соответственно означают изотропный или анизотропный феррит. Последние три цифры в марке равны коэрцитивной силе

Рис. 15.22. Кривые размагничивания ферритов: 1 — порошки сферической формы: 2 — порошки неравноосные, прессованные в магнитном поле

ТАБЛИЦА 15.12. Магнитные свойства бариевых (ГОСТ 24063 — 80) и кобальтовых ферритов для взготовлевия магнитов

определенной по намагниченности М. Значение или определенное по индукции В, несколько меньше (см. рис. 15.23).

Высокое значение бариевых ферритов связано с большой константой анизотропии К и анизотропией формы порошков. Диаметр однодоменной частицы у ферритов бария составляет 1,5 мкм, что позволяет придавать им некоторую неравноосность. Такие ферриты имеют высокую структурную и магнитную стабильность. Прессование порошков в магнитном поле делает ферриты анизотропными, так как векторы намагниченности ориентируются вдоль поля.

Кобальтовые ферриты уступают бариевым ферритам в значении константы анизотропии. Кроме этого, диаметр однодоменной частицы в них очень мкм, что осложняет их получение, в особенности в неравноосной форме. Промышленные анизотропные кобальтовые ферриты уступают по магнитным свойствам бариевым ферритам. Достоинством их является большая температурная стабильность.

Магниты из РЗМ изготовляют из кристаллов промежуточных фаз редкоземельных металлов с кобальтом, состав которых отвечает формулам и где - редкоземельный металл. В их числе самарий празеодим иттрий

В производстве магнитов из РЗМ наибольшее распространение получил метод жидкофазного спекания тонких порошков с размером частиц мкм. Для получения большой плотности к порошкам из фаз, указанных в табл. 15.13, добавляют сплавы этих элементов. Температура плавления таких сплавов должна быть ниже температуры спекания порошков. В процессе спекания сплав расплавляется и заполняет микропоры. Например, к порошкам в которых добавляют сплав состава и 40% Со. Для получения анизотропии порошки прессуют в магнитном поле.

В табл. 15.13 приведены значения константы анизотропии К, намагниченности насыщения при и расчетные значения коэрцитивной силы Значение К у таких фаз на два порядка больше, чем у железа. Это дает основание считать, что процесс размагничивания идет в результате вращения векторов намагничивания и определяется кристаллографической анизотропией.

Названные соединения РЗМ с кобальтом имеют кристаллические решетки с малой симметрией (гесагональная или тетрагональная), что и определяет большие значения К и

Магнитные характеристики серийных сплавов РЗМ приведены в табл. 15.14.

ТАБЛИЦА 15.13. Магнитные характеристики соеднневий РЗМ

ТАБЛИЦА 15.14. Магнитные свойства спеченных сплавов на основе РЗМ для взготовления магнитов (ГОСТ 21559- 76)

Рис. 15.23. Кривые размагничивания анизотропного сплава из РЗМ

Значения коэрцитивной силы таких сплавов на порядок меньше расчетных, но выше, чем у бариевых и кобальтовых ферритов в 4-5 раз. Кривые размагничивания опытного анизотропного сплава из приведенные на рис. 15.23, показывают значения равные 1320 и 808 к соответственно, при Указанное значение магнитной мощности наибольшее для всех магнитно-твердых материалов.