Yumshoq magnit kompozitlar
Yumshoq magnit materiallarning qalinligi girdab oqimi yo'qotishlarini kamaytirish uchun muhim rol o'ynaydi, shuning uchun yumshoq magnit qotishmalar dinamik foydalanish uchun nozik laminatsiya shaklida tayyorlanishi kerak. Agar yumshoq magnit chiziqning qolgan ikki o'lchamini buzsak, ya'ni yumshoq magnit qotishmalarni kukun shaklida ishlatsak, u holda girdob oqimining yo'qotilishi yanada kamayishi mumkin va ular tomonidan yaratilgan komponentlar ancha yuqori darajada ishlatilishi mumkin. chastotalar. Bunday foydalanishni amalga oshirish uchun birinchi navbatda qotishma kukunlari tayyorlanadi (ko'p hollarda atomizatsiya usullari bilan), zarrachalar keyin izolyatsiya qatlami bilan qoplanishi kerak, shundan so'ng kukunlar oz miqdordagi moylash materiallari bilan aralashtiriladi va intensiv ravishda siqiladi. oxirgi shaklgacha 600-800 MPa bosimi. Bunday jarayonlar natijasida ishlab chiqarilgan yumshoq magnit mahsulotlar Yumshoq magnit kompozitlar (SMCs) yoki chang yadrolari deb ataladi. SMC-larning yana bir afzalligi shundaki, ularni turli xil maxsus shakldagi yadrolarga aylantirish mumkin, ular an'anaviy laminatsiyani stacking usullari bilan deyarli amalga oshirilmaydi, bu elektromagnit qurilmalarning yangi dizayni uchun foydalidir. SMC larning asosiy kamchiligi shundaki, ularning o'tkazuvchanligi nisbatan past. Hozirgi kunda eng keng tarqalgan SMClar Fe, Fe-Si, Fe-Si-Al, Fe-Ni, amorf va nanokristalli qotishmalarning kukunlari va boshqalardan tayyorlanadi.
Yumshoq ferritlar
Yuqorida aytib o'tilgan barcha yumshoq magnit materiallar metallardir, shuning uchun girdob oqimining ta'siridan qochib bo'lmaydi. Yumshoq ferritlar ionli birikmalar ekanligi va metall yumshoq magnit materiallardan bir necha baravar yuqori qarshilikka egaligi bilan ajralib turadi. Shuning uchun, chastotasi 1 MGts gacha bo'lgan ilovalar uchun yumshoq ferritlar energiya yo'qotishlari bo'yicha eng yaxshi tanlovdir. Yumshoq ferritlar uchun asosiy kamchilik shundaki, BS nisbatan past. Eng keng tarqalgan yumshoq ferritlarning ikki turi Mn-Zn ferritlari ((Mn, Zn) Fe2O4) va Ni-Zn ferritlari ((Ni, Zn) Fe2O4). Mn-Zn ferritlari odatda 1 MGts dan pastroqda qo'llaniladi, Ni-Zn ferritlari esa ancha yuqori chastotalarda ishlatilishi mumkin, ammo ikkinchisi uchun BS va o'tkazuvchanlik pastroqdir.
Temir va past karbonli po'latlar
Temir va past karbonli po'latlar eng keng tarqalgan va arzon yumshoq magnit materiallar bo'lishi mumkin. Ular BS ~ 2,15 T ning juda yuqori qiymatiga ega, bu faqat qimmat Fe-Co qotishmalaridan past. Ammo ularning qarshiligi ancha past, bu esa ulardan dinamik ilovalarda foydalanishni cheklaydi. Temir va past uglerodli po'latlar odatda statik / past chastotali ilovalar uchun ishlatiladi, masalan, elektromagnitning yadrosi, o'rni va ba'zi kam quvvatli motorlar uchun materiallar narxi asosiy tashvish hisoblanadi.
Temir-kremniy qotishmalari
Temirga bir necha kremniy qo'shilishi uning qarshiligini sezilarli darajada oshiradi, shuning uchun girdob oqimining yo'qolishini oldini olish uchun juda foydali. To'yingan magnitlanish va Kyuri haroratining biroz pasayishiga qaramay, Fe-Si qotishmalari 5{4}} Gts dan bir necha yuzlab Gts gacha bo'lgan chastotalarda ishlaydigan elektr mashinalarida keng qo'llaniladi. Kiruvchi oqim yo'qotilishini yanada kamaytirish uchun Fe-Si qotishmalari ko'pincha yupqa chiziqlar shaklida o'raladi. Eng keng tarqalgan Fe-Si qotishmasining qalinligi 0,35 mm ga teng yoki undan kam. Prokat va issiqlik bilan ishlov berish shartlariga ko'ra, Fe-Si qotishmasi donga yo'naltirilgan (GO) va yo'naltirilmagan (NO) deb tasniflanishi mumkin. GO Fe-Si transformatorlar uchun, NO Fe-Si esa elektr motorlar uchun ishlatiladi.
Temir-nikel qotishmalari
Nikelni temirga 35 wt keng tarkibli bir xil qattiq eritmalar hosil qilish uchun qo'shilishi mumkin. % dan 80 gacha. % Ni. Fe20Ni80 ga yaqin tarkibga ega bo'lgan qotishmalar Permalloy deb nomlandi (hozirda odamlar nikel miqdori 35 g. % dan yuqori bo'lgan barcha temir-nikel qotishmalarini Permalloy deb atashadi). Permalloyning magnit xususiyatlarini yaxshilash uchun odatda Mo, Cu va Cr kabi boshqa elementlarning kichik tarkibi qo'shiladi. Nozik kompozitsiyani sozlash va issiqlik bilan ishlov berish orqali qayta ishlangan Permalloy dunyodagi eng yumshoq magnit materiallardan biri bo'lishi mumkin, uning o'tkazuvchanligi 1 200 000 gacha bo'lishi mumkin. Permalloylarning kamchiliklaridan biri ularning to'yingan magnitlanishidir, bu faqat taxminan 0,8 T ni tashkil qiladi, bu temir va Fe-Si qotishmalariga qaraganda ancha past. Nikel miqdori kamayishi bilan BS birinchi navbatda oshadi, nikel miqdori taxminan 48 wt bo'lganida 1,6T maksimal maksimal darajaga etadi. %, ammo o'tkazuvchanlik yuqori nikelli qotishmalar kabi yaxshi bo'lmaydi. Temir-nikel qotishmasi eng ko'p qirrali magnit qotishma bo'lib, uning magnit xususiyatlarini kompozitsiyani sozlash, magnit tavlanish va mexanik prokat va hokazolar orqali sozlash mumkin. Temir-nikel qotishmasi shuningdek, juda yaxshi shakllanish qobiliyatiga ega, uni 20 gacha yupqalash mumkin. mikron. Natijada, nikel-temir qotishmalari magnit maydonni himoya qilish, tuproqli yoriqlar to'xtatuvchisi, magnit sensorlar, magnit lentalar uchun ro'yxatga olish boshi, quvvat elektroniği va boshqalar kabi keng qo'llanilishi mumkin.
Temir-kobalt qotishmalari
Temirga kobalt qo'shilishi Kyuri haroratini ham, BS ni ham oshiradi. 33 wt oralig'ida kobalt tarkibi uchun. % dan 50 gacha. %, BS 2,4T gacha bo'lishi mumkin. Temir-nikel qotishmasi kabi yumshoq bo'lmasa-da, temir-kobalt qotishmalari boshqa barcha magnit qotishmalar orasida BS ning eng yuqori qiymatini taqdim etadi. Shakllanuvchanlikni oshirish uchun 2 wt. Fe50Co50 qotishmasiga % vanadiy qo'shiladi, shuning uchun uni 50 mikrongacha yupqalash mumkin. Vanadiy qo'shilishi temir-kobalt qotishmasining qarshiligini ham oshirishi mumkin. Eng yuqori BS tufayli temir-kobalt qotishmalari kosmik qurilmalarda ishlatiladigan motorlar va transformatorlar kabi yuqori quvvat va vazn nisbati talab qilinadigan ilovalar uchun ajralmas hisoblanadi.
Amorf va nanokristalli qotishmalar
Ko'pincha metall oynalar deb ataladigan amorf qotishmalar tez qotib qolish orqali ishlab chiqarilishi mumkin. Amorf qotishmalarda atomlar uchun uzoq masofali tartib yo'q, shuning uchun qarshilik odatda yuqori bo'ladi va magnit kristalli anizotropiya yo'q. Bundan tashqari, taxminan 2{15}} dan 30 mikrongacha bo'lgan yupqa amorf lentalarni tekis oqim bilan quyish orqali osongina ishlab chiqarish mumkin. Bu belgilarning barchasi amorf qotishmalarning yumshoq magnitlar uchun ajoyib nomzod bo'lishini kafolatlaydi. Kompozitsiyalarga ko'ra, tijoratda mavjud bo'lgan amorf yumshoq magnitlarning ko'pchiligi Fe-asos, Co-asos va (Fe, Ni) asosida tasniflanishi mumkin. Ushbu uch tur uchun Fe, Co va Ni ning umumiy miqdori taxminan 75-90 og'irlik.% ni tashkil qiladi, qolganlari metalloidlar va Si, B, P, C va Zr, Nb, Mo kabi shisha hosil qiluvchi elementlardir. , va hokazo. Ushbu turlar orasida Fe asosidagi eng yuqori BS taxminan 1,6 T va eng past narxga ega. Fe asosidagi amorf qotishmaning temir yo'qotilishi Fe-Si po'latining uchdan bir qismini tashkil qiladi. Quvvat transformatorlaridagi Fe-Si po'latini Fe-asosli amorf qotishma bilan almashtirish mumkin bo'lsa, katta miqdorda elektr energiyasini tejash mumkin, ammo ikkinchisi uchun materiallar narxi ancha yuqori. Birgalikda asoslangan amorf qotishmalar odatda BS 0,8 T dan past, lekin ancha yuqori o'tkazuvchanlik va magnitostriktsiyaning nolga yaqin qiymatiga ega, bu eng yumshoq permalloy bilan solishtirish mumkin va yuqori qarshilik tufayli yuqori chastotalarda ham yaxshi ishlashi mumkin. (Fe, Ni) asosidagi amorf qotishmalar boshqa ikkitasi bilan solishtirganda o'rtacha magnit xususiyatlarga ega.