Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Siemens/B19790315Elc021.shtml

Прочные магнитомягкие сплавы

Такие свойства, как магнитная мягкость и механическая прочность, весьма желательны для материалов, которые используются везде от трансформаторов до реле, но они редко сочетаются в металлах с кристаллической структурой. Поэтому фирма Vacuumschmelze GmbH, филиал фирмы Siemens AG, изготовитель металлов в Ханау (ФРГ), нашла способ выпускать такие металлы с аморфной структурой, получившие название Vitrovac.

Магнитная мягкость этих материалов означает, что они легко намагничиваются даже на высоких частотах, а следствием механической прочности является хорошая стабильность размеров, высокие пределы упругости и высокая устойчивость к износу и истиранию. В противоположность этому обычные магнитные материалы либо обладают магнитной мягкостью, но механически не очень прочны, либо сочетают хорошие механические свойства с магнитной жесткостью.

Что касается магнитных свойств, материалы группы Vitrovac обладают не только высокой магнитной проницаемостью, величина которой может легко превышать 500000, но и низкой коэрцитивной силой менее 10 мА/см и высокими значениями индукции насыщения от 0,6 до 1,2 Т. Далее, потери при магнитном гистерезисе ниже, чем у сравнимых магнитных материалов типа пермаллоя или кремнистой стали.

Механические характеристики материалов группы Vitrovac сравнимы с характеристиками высококачественной стали — предел прочности на разрыв превышает 3000 Н/мм2. Кроме того, эти материалы имеют высокие пределы упругости и допускают грубую обработку, даже изгиб под острым углом.

Что касается электрических характеристик, то, просто изменяя состав материала, можно получать нужный температурный коэффициент сопротивления в пределах от —100 до 500-10-6/К. Удельное объемное сопротивление этих материалов в 2—3 раза выше, чем кристаллических магнитных материалов.

Тонкая струя расплава попадает на вращающийся барабан и образует ленту магнитомягкого, но механически прочного аморфного материала. Расплав нагреваетс
Тонкая струя расплава попадает на вращающийся барабан и образует ленту магнитомягкого, но механически прочного аморфного материала. Расплав нагревается в трубкег помещенной в индукционную катушку.

По мнению Варлимонта, руководителя работ по материалам Vitrovac, такие свойства окажутся полезными для многих применений. Он полагает, что высокая индукция насыщения позволит создавать индуктивные компоненты меньших размеров. Благодаря высокой устойчивости к износу, их можно использовать в магнитных головках, например, магнитофонов, в то время как их малые магнитные потери пригодились бы для сердечников трансформаторов.

Кроме того, для устройств магнитной экранировки должны быть заманчивы присущая этим материалам стабильность размеров и упругость, так как в отличие от обычных материалов с высокой магнитной проницаемостью они сохраняют свои экранирующие свойства при наложении характерных для данного применения изгибающих сил.

Новые материалы представляют собой сплавы железа, никеля и кобальта в различных пропорциях с добавками таких неферромагнитных металлов, как хром и молибден. Присадки материалов типа бора, кремния, фосфора, углерода или алюминия помогают избежать кристаллизации.

Чтобы получить аморфную структуру, смесь плавят, а затем охлаждают со скоростью около 1000000 К/с. Для такого быстрого охлаждения фирма Vacuumschmelze использует метод вращения расплава, при котором струя расплава выпускается через крошечное отверстие на быстро вращающийся барабан (см. фото). При контакте с барабаном тонкая струя мгновенно отвердевает, при этом не происходит кристаллизации и образуется требуемая аморфная структура.

Поскольку барабан вращается, расплав затвердевает в форме тонких лент толщиной от 20 до 50 мкм в зависимости от скорости вращения барабана и истечения расплава. Затем эти ленты шириной от 1 до 25 мм можно механически спрессовать в небольшие блоки.

Как правило, аморфные металлы можно выпускать только в виде лент толщиной не более 50 мкм. Если лента толще, то, как объясняет Варлимонт, в-процессе охлаждения передача тепла изнутри ленты к ее поверхности будет происходить достаточно долго, вследствие чего образуется кристаллическая структура. Кроме того, аморфное состояние материала поддерживается только до определенной температуры кристаллизации, которая может находиться в пределах от 300 до 600°С в зависимости от состава материала.

Начиная с апреля, фирма Vacuumschmelze будет в небольших количествах поставлять два или три вида материалов группы Vitrovac, созданных в результате трехлетней исследовательской работы. По мере роста производства появится возможность расширить ассортимент и увеличить количество выпускаемой продукции.

Пока слишком рано говорить о ценах, однако, по мнению Варлимонта, себестоимость должна быть низкой. Это объясняется организацией крупного производства лент непосредственно из расплава таким простым и эффективным методом. К тому же, большинство исходных материалов стоят относительно дешево [р.76].

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 52, No.06 (558), 1979г - пер. с англ. М.: Мир, 1979, стр.16

Electronics Vol.52 No.6 March 15, 1979 A. McGraw-Hill Publication

Раздел: ЭЛЕКТРОНИКА ЗА РУБЕЖОМ

Тема:     ФРГ





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Siemens/B19790315Elc021.shtml