Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [ 113 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122

Продолжение таблицы 7.1.

Наименование параметра, термина.

Условное обозначение

Единица измерения

Определение

Релаксационная коэрцитивная сила

э; КЭ А/м кА/м

Величина, равная напряженности магнитного поля, необходимого для приведения магнитного материала с остаточной намагниченностью в статически размагниченное состояние

Температурный коэффициент остаточной индукции

в

%/°С

Коэффициент изменения магнитной индукции, вызванной изменением температуры

Точка Ьйори

°С

Температура постоянного магнита при которой области спонтанного намагничивания (домены) под действием теплового движения разрушаются и ферромагнетик становится парамагнетиком. Т.е. происходит размагничивание магнита.

Начальная кривая намагничивания по индукции

Кривая, выражаюшэя зависимость магнитной индукции ог напряженности магнитного поля в процессе намагничивания, предварительно термически размагниченного (нагретого выше точки Ьйори или точки Нееля) магнитного материала при монотонном возрастании напряженности магнитного поля.

Начальная кривая намагничивания по намагниченности

Кривая, выражаюшэя зависимость намагниченности ог напряженности магнитного поля в процессе намагничивания, предварительно термически размагниченного (нагретого выше точки Ьйори или точки Нееля) магнитного материала при монотонном возрастании напряженности магнитного поля.

Основная кривая намагничивания

Кривая, представляюш;ая собой геометрическое место вершин симметричных петель магнитного гистерезиса, которые получаются при последовательно возрасгаюпщх максимальных значениях напряженности магнитного поля.

Петля гистерезиса по индукции

Замкнутая кривая, выражаюш;ая зависимость магнитной индукции материала ог напряженности магнитного поля при периодическом достаточно медленном изменении последнего.

Петля гистерезиса по намагниченности

Замкнутая кривая, выражаюш;ая зависимость намагниченности материала ог напряженности магнитного поля при периодическом достаточно медленном изменении последнего.

Симметричная петля гистерезиса

Петля магнитного гистерезиса, получаемая при циклическом изменении напряженности магнитного поля между равными по абсолютному значению максимальной и минимальной напряженностями и симметричная относительно начала координат

Несимметричная петля гистерезиса

Петля магнитного гистерезиса, получаемая при циклическом изменении напряженности магнитного поля между равными по абсолютному значению максимальной и минимальной напряженностями.

Предельная петля гистерезиса

Симметричная петля магнитного гистерезиса, максимальное значение намагниченности которой соответствует намагниченности технического насьпцения.

Кривая размагничивания по индукции

Часть нисходяш;ей ветви петли магнитного гистерезиса по индукции между точкой, для которой равно нулю значение напряженности магнитного поля, и точкой, для которой равно нулю значение магнитной индукции.

Кривая размагничивания по намагниченности

Часть нисходяш;ей ветви петли магнитного гистерезиса между точкой, для которой равно нулю значение напряженности магнитного поля, и точкой, для которой равно нулю значение магнитной индукции.

Выбор материала для постоянного магнита

При выборе материала для изготовления магнита необходимо одновременно учитывать многие факторы.

Важнейшими из них являются энергоемкость материала, наличие в его составе дефицитных компонентов, температурная и временная стабильность и др. Кроме того, на выбор материала суш;ественное влияние оказьшают условия эксплуатации магнита, его стоимость и предполагаемый объём производства изделий.

Качество постоянного магнита наиболее наглядно определяется его классической характеристикой. Вариант типовой характеристики постоянного магнита приведен на рис. 7.2.




Квадрант Б


: Е = В*Н„

Рис. 7.2. Вариант типовой характеристики постоянного магнита: а - петля гистерезиса; б - характеристика перемагничивания

Из рис. 7.2.а видно, что график 1 - это первоначальная кривая, по которой магнит намагничивается только один раз от О до индукции насьпцения Bj. В процессе размагничивания функция В (Н) пойдет по кривой 2 до индукции -Bjj. Затем петля замкнется по кривой 3.

На рис. 7.2.6 приведена характеристика перемагничивания постоянного магнита. Энергия Е, затрачиваемая на размагничивание, пропорциональна произведению В*Н. На рис.7.2.б показан квадрант размагничивания Б. Кривая для освобождаемой энергии имеет максимум -1= В*Н^

Другими словами, магнит размагнитится, если создать напряженность большую, чем Н^. Предельная форма петли - прямоугольник.

Важнейшим параметром при изготовлении постоянных магнитов является энергоемкость материала, так как чем вьппе значение магнитной энергии, приходящейся на единицу объёма вещества, тем меньше объём магнита и рассеяние его потока.

Кроме того, при выборе материала ПМ учитывается предельное значение напряженности (Н^) размагничивающего стороннего поля, после воздействия которого магнит восстанавливает свой поток. Приближенную оценку качества магнитного материала можно производить по произведению 0*W, (где 0 -магнитная твердость материала, \¥уд - удельная энергия в кДж/мЗ).[2]

Стабильность постоянных магнитов

Магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом, меняется с течением времени и при воздействии внешних условий: магнитных полей, механических нагрузок, температуры, радиации, влияния соседних ферромагнитных масс, изменения магнитного сопротивления и т.д.

Магнитная нестабильность может иметь обратимый и необратимый (гистерезисный) характер. Если после возвращения внешних условий к исходным магнитные свойства восстанавливаются, то имеют место обратимые изменения, при наличии гистерезиса - необратимые. Необратимые изменения, вызванные магнитной нестабильностью, можно устранить повторным намагничиванием материала.

Магнитное старение происходит по закону, близкому к логарифмическому.

Магнитное старение постоянных магнитов в зависимости от марки магнита и положения рабочей точки меняется от десятых долей процента до нескольких процентов за один год.

Временная стабильность постоянных магнитов составляет от 1000 до 100000 и более часов.

Изменение индукции постоянного магнита при изменении температуры характеризуется температурным коэффициентом магнитной индукции, равным

(7.1)

где В - магнитная индукция при начальной температуре;

А В - изменение индукции, вызванное изменением температуры;

AT- изменение температуры.

Температурный коэффициент (а^ ) в зависимости от типа магнита составляет от сотых долей процента до половины процента на каждый градус изменения температуры. Характер изменения основных параметров магнита приведен на рис. 7.3.



Рис. 7.3. Характер изменения основных параметров постоянного магнита при изменении температуры.

в

25 С

О

В таблицах 7.2 и 7.3 приведены основные обобщенные характеристики материалов постоянных магнитов, используемых в изделиях микромагнитоэлектроники.

Наибольшее распространение в России получили постоянные магниты из следующих материалов: литые сплавы ЮН14ДК24 ( Альнико ) и ЮНДК35Т5АА, феррит бария 19БА260 .

В последние годы все активнее используются сплавы кобальта с редкоземельньп*а1 элементами типа самарий-кобальт (Кс37) и неодим-железо-бор (НмЗбР, Нм32Ди4р). Однако эти материалы имеют высокую твердость, крупнозернистую структуру, вследствие чего обладают повьппенной хрупкостью, склонны к растрескиванию, вьпфапшванию частиц и сколам по краям, что исключает их обработку резанием обьгаными методами (используется резка алмазньп*а1 дисками, шлифование, анодно-механическая, электроэрозионная и электрохимическая размерная обработка).

Постоянные магниты вьшускаются в форме брусков, цилиндров, пластин, колец, дисков и др. Основные обобщенные характеристики постоянных магнитов, используемых в МЭУ приведены в главе 26. [2, 4, 5, 6, 8, 10, И]

Таблица 7.2. Основные обобщенные характеристики материалов постоянных магнитов, используемых в

изделиях микромагнитоэлектроники [5]

№п/п

Материал постоянного магнита

Остаточная магнитная индукция, (Вг),Тл

Максимальное энергетическое нроизведение, (В*Н), кДж/м^

Плотность,

кт1ш

Удельная цена 1 Дж/м^ за 1 долл.

Цена за 1 кг, долл.

Объём нри Вг=1 Тл, смЗ

Феррооксидюр 80 [ SmFei20i9]

0,39

28.май

0,5...1,0

5..10

Альнико [Fe-Al-Ni-Co]

1,04

83.5

1,1...2,0

30...50

Самарий-кобальт [ SmCo;]

0,89

15,4

5,0... 10,0

150...250

Самарий-кобальт [Sm(CoFeCuZn)7]

1,08

21,5

4,8...8,0

200...400

Неомакс [Nci; Fe Bg ]

1,22

27,9

2,0...5,0

100...200

Таблица 7.3. Сравнительные характеристики материалов, используемых для изготовления постоянных

магнитов

№п/н

Материал магнита (отечественный аналог)

Относительные величины

Энергетическое произведение

(ВН)тах,

Относительная стоимость

Временная стабильность

Температурный коэффициент

Вг,(%/°С)

Предельная

рабочая температура (точка Кюри), °С

Остаточная индукция,

Коэрцитивна я сила, Пс

Альнико (ЮНДК)

Высокая

Среднее

Высокая

Средняя

-0,02

300±50 (860+20)

ШВОХ (МО-ГеЮз)

Высокая

Ниже среднего

Высокая

-0,2

Ферриты Ceramic (БА,БИ)

Средняя

Средняя

Среднее

Высокая

-0,М

400 (450+10)

На основе РЗЭ Hicorex (Кс37,КсП37)

Высокая

Наиболее высокая

Наиболее высокое

Наиболее высокая

Высокая

-0,12

250 (700+10)

Vacodym Neomax (NdFeB) (Нм28...Нм32)

Высокая

Высокая

Высокое

Средняя

Высокая

-0,12

190±25 (290+10)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [ 113 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122