Презентация по дисциплине: Материаловедение на тему: Классификация магнитных материалов

Все вещества в природе являются магнетиками в том понимании, что они обладают определенными магнитными свойствами и определенным образом взаимодействуют с внешним магнитным полем. Магнитными называют материалы, применяемые в технике с учетом их магнитных свойств. Магнитные свойства вещества зависят от магнитных свойств микрочастиц, структуры атомов и молекул. Магнитные материалы делятся: Магнитомягкие материалы;Магнитотвердые материалы;Магнитные материалы специального назначения. Магнитомягкие материалы: материалы, обладающие свойствами ферромагнетика. Ферромагнетик - это железо, никель, кобальт или другое вещество, которое имеет высокую магнитную проницаемость. Магнитная проницаемость - это физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией В и магнитным полем Н в веществе. Магнитная индукция – это вектор магнитной индукции В, основная характеристика магнитного поля. Линии магнитной индукции полей постоянного магнита. Магнитомягкие материалы, обладают высокой магнитной проницаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис. Коэрцитивная сила - это напряженность магнитного поля, вызывающая магнитную индукцию ферромагнетика, равную нулю, в условиях циклического перемагничивания. В В нас В ост - В ост В нас В мах Нс Гистерезис - это явление, которое состоит в том, что намагниченность тела зависит от магнитного поля. К магнитомягким материалам относятся: 1. Технически чистое железо (электротехническая низкоуглеродистая сталь).2. Электротехнические кремнистые стали.3. Железоникелевые и железокобальтовые сплавы.4. Магнитомягкие ферриты. Магнитомягкие, т.е. легко намагничивающиеся материалы имеют узкую петлю гистерезиса небольшой площади при высоких значениях индукции. Материалы этого типа с округлой петлей гистерезиса применяют для работы в низкочастотных магнитных полях. Магнитомягкие материалы с прямоугольной петлей гистерезиса используют в импульсных устройствах магнитной памяти. Магнитомягкие материалы используются в качестве сердечников трансформаторов, электромагнитов, в измерительных приборах генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т.д. Свойства магнитомягких материалов: 1. Малое значение коэрцитивной силы;2. Способность намагничиваться до насыщения даже в слабых полях (высокая магнитная проницаемость);3. Малые потери на перемагничивание. Магнитотвердые материалы (магнитожесткие материалы) намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряженностью в тысячи и десятки тысяч А/м. Характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы. Магнитотвердые материалы – это материалы для постоянных магнитов, использующихся в электродвигателях и других электротехнических устройствах, в которых требуется постоянное магнитное поле. Магнитотвердые материалы (материалы для постоянных магнитов) обладают большой удельной энергией. Эта энергия пропорциональна произведению остаточной индукции на величину коэрцитивной силы.Магнитотвердые материалы намагничиваются с трудом, но способны длительное время сохранять сообщенную им энергию. Для них характерна широкая петля гистерезиса большой площади, служат эти материалы для изготовления постоянных магнитов. Классификация магнитотвердых материалов: 1. Литые магнитотвердые материалы на основе сплавов Fe-Ni-Al ;2. Порошковые магнитотвердые материалы, получаемые путем прессования порошков с последующей термообработкой ;3. Магнитотвердые ферриты. Ферриты представляют собой магнитную керамику с большим удельным сопротивлением, в 1010 раз превышающим сопротивление железа. Ферриты применяют в высокочастотных цепях, так как их магнитная проницаемость практически не снижается с увеличением частоты. Недостатком ферритов является их низкая индукция насыщения и низкая механическая прочность. Основными характеристиками магнитотвердых материалов являются: - коэрцитивная сила Нс; -остаточная индукция Вr ; - максимальная удельная энергия, отдаваемая магнитом во внешнее пространство Wa Назначение- магнитотвердые материалы перемагничиваются только в очень сильных магнитных полях и служат для изготовления постоянных магнитов. Магнитные материалы специального назначения это магнитные материалы, имеющие узкие области применения, благодаря высоким значениям одного, иногда двух параметров. К магнитным материалам специального назначения относят: 1)магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса;2) СВЧ- ферриты; 3)магнитострикционные материалы. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса. Сердечники из материала с прямоугольной петлей гистерезиса имеют два устойчивых магнитных состояния, которые соответствуют различным направлениям магнитной индукции. Это свойство используется для хранения и переработки двоичной информации. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) находят широкое применение в устройствах автоматики, вычислительной техники, в аппаратуре телеграфной связи. СВЧ- ферриты неметаллические твёрдые магнитные материалы. Магнитными характеристиками ферритов можно управлять с помощью внешнего магнитного поля. В СВЧ-технике используют ряд эффектов, основанных на взаимодействии электромагнитной волны с магнитными моментами атомов (ионов) СВЧ ферритов. Назначение СВЧ- ферритов В качестве ферритов СВЧ используются магний-марганцевые ферриты с большим содержанием оксида магния, литий-цинковые ферриты, никель-цинковые ферриты и ферриты сложного состава. Магнитострикционные материалы- ферромагнитные металлы и сплавы, а также ферриты, у которых происходит изменение формы и размеров при намагничивании. Магнитострикционные материалы применяют: - для изготовления сердечников электромеханических преобразователей в электроакустической и ультразвуковой технике;-для сердечников электромеханических и магнитострикционных фильтров;-для резонаторов и линий задержек. Задача № 1. Известно, что при тепловом пробое в равномерном поле диэлектрик однородной структуры толщиной 2мм, расположенный между электродами площадью 2см2, пробивается при напряжении 15кВ. При каком напряжении пробьется этот же диэлектрик, если его расположить между электродами площадью 3см2? Задача № 2. В тонких металлических пленках с уменьшением толщины пленки возрастает ее удельное сопротивление, а также у них наблюдается отрицательный температурный коэффициент удельного сопротивления. Объяснить. 1.Отчего зависят магнитные свойства вещества?2.На какие классы делятся магнитные материалы?3.магнитомягкие материалы – это …?4.Ферромагнетик – это…?5.Магнитная проницаемость – это…?6.Коэрцитивная сила - это…?7.Гистерезис - это…?8.Свойства магнитомягких материалов?9.Как классифицируются магнитотвердые материалы?10. Основные характеристики магнитотвердых материалов?11.Как классифицируются магнитные материалы специального назначения? Домашнее задание: 1. Тема: «Классификация магнитных материалов» со стр. 161-169 по учебнику «Электрорадиоматериалы» (авторы: Н.Н.Калинин, Г. Л.Скибинский, П.П. Новиков, М., «Высшая школа», 2006). 2.Решение ситуационных задач