Állandó mágnesek - típusok és tulajdonságok, a mágnesek kölcsönhatása. A mágnesek fajtái és típusai

Mindegyik mágnest tartott a kezében, és gyerekként játszott vele. A mágnesek alakja, mérete nagyon eltérő lehet, de minden mágnesnek van egy közös tulajdonsága - vonzzák a vasat. Úgy tűnik, maguk is vasból vannak, mindenesetre valamilyen fémből biztosan. Vannak azonban "fekete mágnesek" vagy "kövek", ezek is erősen vonzzák a vasdarabokat, és főleg egymást.

De nem úgy néznek ki, mint a fém, könnyen törnek, akár az üveg. A mágnesek háztartásában sok hasznos dolog található, például papírlapokat kényelmesen lehet „tűzni” a felületekre a segítségükkel. Kényelmes mágnessel összegyűjteni az elveszett tűket, így, mint látjuk, ez egy teljesen hasznos dolog.

Tudomány 2.0 – Nagy ugrás – Mágnesek

Mágnes a múltban

Már az ókori kínaiak is tudtak a mágnesekről több mint 2000 évvel ezelőtt, legalábbis ezt a jelenséget lehet felhasználni az utazási irány megválasztására. Vagyis feltaláltak egy iránytűt. Filozófusok be ókori Görögország, az emberek kíváncsiak, gyűjtik a különböző elképesztő tények, mágnesekkel ütközött a kisázsiai Magnes város környékén. Ott furcsa köveket találtak, amelyek vonzhatták a vasat. Azokban az időkben ez nem volt kevésbé csodálatos, mint amilyenné a mi korunkban az idegenek válhattak.

Még meglepőbbnek tűnt, hogy a mágnesek messze nem minden fémet vonzanak, hanem csak a vasat, és a vas maga is képes mágnessé válni, bár nem olyan erős. Elmondhatjuk, hogy a mágnes nemcsak a vasat vonzotta, hanem a tudósok kíváncsiságát is, és erőteljesen előremozdított egy olyan tudományt, mint a fizika. A milétoszi Thalész a "mágnes lelkéről", a római Titus Lucretius Carus pedig "a vasreszelékek és gyűrűk tomboló mozgásáról" írt A dolgok természetéről című esszéjében. Már ekkor észrevette két pólus jelenlétét a mágnesnél, amely később, amikor a tengerészek elkezdték használni az iránytűt, nevet kaptak a sarkalatos pontok tiszteletére.

Mi az a mágnes. Egyszerű szavakkal. Mágneses mező

Vedd komolyan a mágnest

A mágnesek természete hosszú idő nem tudta megmagyarázni. A mágnesek segítségével új kontinenseket fedeztek fel (a tengerészek ma is nagy tisztelettel kezelik az iránytűt), de a mágnesesség természetéről senki sem tudott semmit. A munkákat csak az iránytű javítására végezték, amit Kolumbusz Kristóf geográfus és navigátor is végzett.

1820-ban Hans Christian Oersted dán tudós jelentős felfedezést tett. Megállapította egy elektromos árammal működő vezeték működését egy mágnestűn, és tudósként kísérletekkel kiderítette, hogyan történik ez különböző feltételek. Ugyanebben az évben Henri Ampere francia fizikus egy hipotézissel állt elő egy mágneses anyag molekuláiban áramló elemi köráramokról. 1831-ben az angol Michael Faraday egy szigetelt huzalból álló tekercs és egy mágnes segítségével kísérleteket végez, amelyek kimutatták, hogy a mechanikai munka elektromos árammá alakítható. Megállapítja az elektromágneses indukció törvényét is, és bevezeti a „mágneses tér” fogalmát.

Faraday törvénye rögzíti a szabályt: zárt áramkör esetén az elektromotoros erő egyenlő az ezen az áramkörön áthaladó mágneses fluxus változási sebességével. Minden elektromos gép ezen az elven működik - generátorok, villanymotorok, transzformátorok.

1873-ban James C. Maxwell skót tudós egyetlen elméletben, a klasszikus elektrodinamikában egyesíti a mágneses és elektromos jelenségeket.

A mágnesezhető anyagokat ferromágneseknek nevezzük. Ez a név összekapcsolja a mágneseket a vassal, de ezen kívül a mágnesezési képesség a nikkelben, a kobaltban és néhány más fémben is megtalálható. Mivel a mágneses tér már átment a régióba gyakorlati használat, akkor a mágneses anyagok nagy figyelem tárgyává váltak.

A kísérletek mágneses fémek ötvözeteivel és különféle adalékanyagokkal kezdődtek. Az így kapott anyagok nagyon drágák voltak, és ha Werner Siemensnek nem jutott volna eszébe, hogy a mágnest viszonylag kis árammal mágnesezett acélra cseréljék, a világ soha nem látott volna elektromos villamost és Siemenst. A Siemens távírógépekkel is foglalkozott, de itt sok versenytársa volt, és az elektromos villamos rengeteg pénzt adott a cégnek, végül minden mást is magával húzott.

Elektromágneses indukció

A mágnesekkel kapcsolatos alapvető mennyiségek a mérnökökben

Minket elsősorban a mágnesek, vagyis a ferromágnesek érdekelnek majd, és hagyjuk egy kicsit félre a többit, a mágneses (jobban mondjuk, elektromágneses, Maxwell emlékére) jelenségek igen hatalmas mezőjét. Mértékegységeink az SI-ben elfogadott mértékegységek (kilogramm, méter, másodperc, amper) és ezek származékai:

l Térerősség, H, A/m (amper méterenként).

Ez az érték jellemzi a párhuzamos vezetők közötti térerősséget, amelyek távolsága 1 m, a rajtuk átfolyó áram pedig 1 A. A térerősség vektormennyiség.

l Mágneses indukció, B, Tesla, mágneses fluxussűrűség (Weber/m.sq.)

Ez a vezetéken áthaladó áram és a kerület aránya, azon a sugáron, amelyen az indukció nagysága érdekel. A kör abban a síkban fekszik, amelyet a vezeték merőlegesen keresztez. Ez magában foglal egy másik tényezőt, az úgynevezett mágneses permeabilitást. Ez egy vektormennyiség. Ha gondolatban ránézünk a vezeték végére, és feltételezzük, hogy az áram tőlünk távolodó irányban folyik, akkor a mágneses erőkörök az óramutató járásával megegyező irányban „forognak”, és az indukciós vektor az érintőre vonatkozik, és irányában egybeesik velük.

l Mágneses permeabilitás, μ (relatív érték)

Ha a vákuum mágneses permeabilitását 1-nek vesszük, akkor a többi anyagra a megfelelő értékeket kapjuk. Így például a levegőnél gyakorlatilag ugyanazt az értéket kapjuk, mint a vákuumnál. A vas esetében lényegesen nagyobb értékeket kapunk, így képletesen (és nagyon pontosan) azt mondhatjuk, hogy a vas mágneses erővonalakat „húz magába”. Ha egy mag nélküli tekercs térerőssége H, akkor maggal μH-t kapunk.

l Kényszerítő erő, A/m.

A kényszerítő erő azt jelzi, hogy egy mágneses anyag mennyire ellenáll a lemágnesezésnek és újramágnesezésnek. Ha a tekercsben lévő áramot teljesen eltávolítják, akkor a magban maradék indukció lesz. Ahhoz, hogy nullával egyenlővé váljon, létre kell hoznia egy bizonyos erősségű mezőt, de az ellenkezőjét, vagyis hagyja, hogy az áram az ellenkező irányba folyjon. Ezt a feszültséget kényszerítő erőnek nevezik.

Mivel a gyakorlatban mindig használják a mágneseket valamilyen kapcsolatban az elektromossággal, nem lehet meglepő, hogy olyan elektromos mennyiséget, mint egy ampert használnak tulajdonságaik leírására.

Az elmondottakból az következik, hogy például egy szög, amelyre mágnes hat, maga is mágnessé válik, bár gyengébbé. A gyakorlatban kiderül, hogy még a mágnesekkel játszó gyerekek is tudnak erről.

Különböző követelmények vonatkoznak a mérnöki területen a mágnesekre, attól függően, hogy ezek az anyagok hová kerülnek. A ferromágneses anyagokat „puhára” és „keményre” osztják. Az első a magok gyártására vonatkozik olyan eszközökhöz, ahol a mágneses fluxus állandó vagy változó. Puha anyagokból nem lehet jó független mágnest készíteni. Túl könnyű leszorítani őket, és itt csak ők vannak. értékes ingatlan, mivel a relének „ki kell engednie”, ha az áram ki van kapcsolva, és az elektromos motornak nem szabad felmelegednie - a felesleges energiát a mágnesezés megfordítására fordítják, amely hő formájában szabadul fel.

HOGY NÉZ ki VALÓBAN EGY MÁGNESES TÉR? Igor Beletsky

Az állandó mágnesek, vagyis azok, amelyeket mágneseknek neveznek, kemény anyagokat igényelnek a gyártásukhoz. A merevség alatt mágneses, azaz nagy maradék indukciót és nagy kényszerítő erőt értünk, hiszen, mint láttuk, ezek a mennyiségek szorosan összefüggenek. Az ilyen mágnesekhez szén-, volfrám-, króm- és kobalt acélokat használnak. Kényszererejük eléri a körülbelül 6500 A/m értéket.

Vannak speciális ötvözetek, az alni, alnisi, alnico és még sokan mások, ahogy sejtheti, ezek közé tartozik az alumínium, nikkel, szilícium, kobalt különféle kombinációkban, amelyek nagyobb kényszerítő erővel rendelkeznek - akár 20 000 ... 60 000 A / m. Egy ilyen mágnest nem olyan könnyű letépni a vasról.

Vannak mágnesek, amelyeket kifejezetten magasabb frekvenciákon történő működésre terveztek. Ez a jól ismert "kerek mágnes". Zenei központ hangszóróiból, vagy autórádióból vagy akár egy régebbi tévéből „bányászott” értéktelen hangszóróból. Ez a mágnes vas-oxidok és speciális adalékanyagok szinterezésével készül. Az ilyen anyagot ferritnek nevezik, de nem minden ferrit van ilyen módon speciálisan mágnesezve. A hangszórókban pedig a haszontalan veszteségek csökkentése érdekében használják.

Mágnesek. felfedezés. Hogyan működik?

Mi történik a mágnes belsejében?

Tekintettel arra, hogy az anyag atomjai az elektromosság egyfajta "csomói", képesek saját mágneses teret létrehozni, de csak néhány fémben, amelyek hasonló atomszerkezettel rendelkeznek, ez a képesség nagyon hangsúlyos. A vas, a kobalt és a nikkel pedig egymás mellett állnak Mengyelejev periodikus rendszerében, és hasonló elektronhéjszerkezettel rendelkeznek, ami ezeknek az elemeknek az atomjait mikroszkopikus mágnesekké alakítja.

Mivel a fémeket különféle, nagyon kis méretű kristályok fagyott keverékének nevezhetjük, nyilvánvaló, hogy az ilyen ötvözetek sok mágneses tulajdonsággal rendelkezhetnek. Sok atomcsoport képes "kitekerni" saját mágnesét a szomszédok és a külső mezők hatására. Az ilyen "közösségeket" mágneses tartományoknak nevezik, és nagyon bizarr struktúrákat alkotnak, amelyeket a fizikusok még mindig érdeklődéssel tanulmányoznak. Ennek nagyszerű gyakorlati érték.

Mint már említettük, a mágnesek csaknem atomi méretűek lehetnek, így a mágneses tartomány legkisebb méretét annak a kristálynak a mérete korlátozza, amelybe a mágneses fém atomjai beágyazódnak. Ez magyarázza például a szinte fantasztikus rögzítési sűrűséget a modern számítógépes merevlemezeken, amely láthatóan tovább fog növekedni, amíg a lemezeknek nem lesznek komolyabb versenytársai.

Gravitáció, mágnesesség és elektromosság

Hol használják a mágneseket?

A magok mágnesek mágnesei, bár általában egyszerűen magnak nevezik őket, a mágneseknek sokkal több felhasználási területük van. Vannak írószer mágnesek, bútorajtó mágnesek, sakkmágnesek az utazók számára. Ezek jól ismert mágnesek.

Több ritka faj tartalmazzák a részecskegyorsítók mágneseit, ezek nagyon lenyűgöző szerkezetek, amelyek akár több tíz tonnát is nyomhatnak. Bár ma már a kísérleti fizikát benőtte a fű, kivéve azt a részt, ami azonnal szuperprofitot hoz a piacon, és maga is szinte semmibe nem kerül.

Egy másik érdekes mágnes egy díszes orvosi eszközbe van beépítve, amelyet mágneses rezonancia képalkotó szkennernek neveznek. (Tulajdonképpen a módszert NMR-nek, magmágneses rezonanciának hívják, de azért, hogy a fizikában általában nem erős embereket ne ijessze meg, átnevezték.) A készülékhez a megfigyelt tárgy (beteg) erős mágnesben történő elhelyezése szükséges. mező, a megfelelő mágnes pedig ijesztő méretű és ördögkoporsó alakú.

Egy személyt egy kanapéra helyeznek, és egy alagúton keresztül görgetik ebben a mágnesben, miközben az érzékelők pásztázzák az orvosok számára érdekes helyet. Általában rendben van, de egyesek számára a klausztrofóbia eléri a pánik szintjét. Az ilyen emberek szívesen megengedik, hogy élve vágják le magukat, de nem járulnak hozzá az MRI-vizsgálathoz. Azonban ki tudja, hogy érzi magát az ember egy szokatlanul erős, akár 3 Tesla indukciós mágneses térben, miután jó pénzt fizetett érte.

Ilyen erős mező eléréséhez gyakran alkalmazzák a szupravezetést a mágnestekercs folyékony hidrogénnel történő hűtésével. Ez lehetővé teszi a mező „felpumpálását” anélkül, hogy félne attól, hogy a vezetékek erős árammal történő melegítése korlátozza a mágnes képességeit. Nem olcsó beállítás. De a speciális ötvözetekből készült mágnesek, amelyek nem igényelnek áramerősséget, sokkal drágábbak.

Földünk is egy nagy, bár nem túl erős mágnes. Nemcsak a mágneses iránytű tulajdonosainak segít, hanem a haláltól is megment minket. Enélkül a napsugárzás megölne minket. A Föld mágneses mezőjének képe, amelyet az űrből származó megfigyelések alapján modelleztek számítógépek, nagyon lenyűgözőnek tűnik.

Íme egy kis válasz arra a kérdésre, hogy mi a mágnes a fizikában és a technológiában.

Először is meg kell értened, mi a mágnes általában. A mágnes egy természetes energiaanyag, amelynek kimeríthetetlen energiamezője és két pólusa van, amelyeket északnak és délnek neveznek. Bár a mi korunkban az emberiség természetesen megtanulta ezt megteremteni szokatlan jelenség mesterségesen.

Az ember szinte mindenhol megtanulta használni a mágnes két pólusának erejét. Modern társadalom minden nap ventilátort használ - speciális mágneses kefék vannak a motorjában, abszolút minden nap és késő estig tévéznek, számítógépen dolgoznak, és van elég nagyszámú ezeket az elemeket. A házban mindenkinek van egy óra a falon, a hűtő ajtaján mindenféle szép kis játék, minden hangberendezésen a hangszórók csak ennek a csodálatos mágnesnek köszönhetően működnek.

Az ipari vállalkozásokban a dolgozók elektromos motorokat, hegesztőgépeket használnak. A konstrukció mágneses darut, vas elválasztó szalagot használ. A beépített mágneses eszköz segít a chipek és a skála teljes elkülönítésében elkészült termékek. Ezeket a mágnesszalagokat az élelmiszeriparban is használják.

Egy másik mágnest használnak az ékszerekben, ezek a karkötők, láncok, mindenféle medálok, gyűrűk, fülbevalók, sőt még hajtűk is.

Meg kell értenünk, hogy e természetes elem nélkül létezésünk sokkal nehezebbé válik. Sok tárgy és eszköz használ mágneseket – a gyerekjátékoktól az egészen komoly dolgokig. Végül is nem hiába van az elektrotechnikában és a fizikában egy speciális szakasz - az elektromosság és a mágnesesség. Ez a két tudomány szorosan összefügg. Az összes objektumot, ahol ez az elem jelen van, nem lehet azonnal felsorolni.

Napjainkban egyre több új találmány jelenik meg és sok mágnest tartalmaz, különösen, ha az elektrotechnikával kapcsolatos. Még a világhírű ütköztető is kizárólag elektromágnesek segítségével működik.

A mágnest széles körben használják gyógyászati ​​célokra– például rezonancia szkenneléshez belső szervek emberi, valamint sebészeti célokra. Mindenféle mágneses övhöz, masszázsfotelhez és így tovább használható. A mágnes gyógyító tulajdonságait nem találták ki - például Grúziában a Fekete-tenger mellett van egy egyedülálló Ureki üdülőhely, ahol a homok nem közönséges - sárga, hanem fekete - mágneses. Sokan azért járnak oda, hogy kezeljenek sok betegséget, különösen a gyerekeket – agyi bénulást, idegrendszeri betegségeket, sőt magas vérnyomást is.

A mágneseket feldolgozó üzemekben is használják. Például a régi autókat először préssel összetörik, majd mágneses rakodóval megrakodják.

Vannak úgynevezett neodímium mágnesek is. Különféle iparágakban használják, ahol a hőmérséklet nem haladja meg a 80 °C-ot. Ezeket a mágneseket ma már szinte mindenhol használják.

A mágnesek ma már olyan szorosan beépültek az életünkbe, hogy nélkülük nagyon megnehezül az életünk – körülbelül a 18. és 19. század szintjén. Ha az összes mágnes most eltűnne, azonnal elveszítenénk az elektromosságot – csak az olyan források maradnának meg belőle, mint az akkumulátorok és az elemek. Valójában minden áramgenerátor készülékében a legfontosabb alkatrész pontosan a mágnes. És ne gondolja, hogy autója akkumulátorról indul – az önindító is egy villanymotor, ahol a legfontosabb a mágnes. Igen, élhetsz mágnesek nélkül, de úgy kell élned, ahogy őseink éltek 100 évvel ezelőtt vagy még régebben...

Még az ókori Kínában is figyeltek egyes fémek vonzására. Ezt a fizikai jelenséget mágnesességnek, az ilyen képességgel rendelkező anyagokat pedig mágneseknek nevezzük. Most ezt az ingatlant aktívan használják a rádióelektronikában és az iparban, és különösen erős mágneseket használnak, beleértve a nagy mennyiségű fém emelését és szállítását. Ezeknek az anyagoknak a tulajdonságait a mindennapi életben is használják - sokan ismerik a gyermekek tanítására szolgáló mágneses képeslapokat és leveleket. Mik azok a mágnesek, hol használják őket, mi a neodímium, ez a szöveg erről fog szólni.

A mágnesek típusai

A modern világban három fő kategóriába sorolják őket az általuk létrehozott mágneses mező típusa szerint:

• állandó, ezekkel a fizikai tulajdonságokkal rendelkező természetes anyagból, például neodímiumból áll;
• ideiglenes, amelyek rendelkeznek ezekkel a tulajdonságokkal, miközben a mágneses tér hatásmezejében vannak;
• Az elektromágnesek egy magon lévő huzaltekercsek, amelyek elektromágneses mezőt hoznak létre, amikor az energia áthalad a vezetőn.

A leggyakoribb állandó mágneseket kémiai összetételük szerint öt fő osztályba sorolják:

• vas és báriummal és stronciummal alkotott ötvözetei alapú ferromágnesek;
• ritkaföldfém-neodímiumot tartalmazó neodímium mágnesek vas és bór ötvözetében (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
• szamárium-kobalt ötvözetek, amelyek mágneses jellemzői hasonlóak a neodímiumhoz, ugyanakkor szélesebb hőmérséklet-tartományban alkalmazhatók (SmCo);
• Alnico ötvözet, más néven YUNDK, ezt az ötvözetet a magas korrózióállóság és a magas hőmérsékleti határ jellemzi;
• magnetoplasztok, amelyek egy mágneses ötvözet és egy kötőanyag keveréke, ez lehetővé teszi különféle formájú és méretű termékek létrehozását.

A mágneses fémek ötvözetei törékenyek és meglehetősen olcsó, átlagos minőségű termékek. Általában vas-oxid ötvözete stronciummal és bárium-ferrittel. A mágnes stabil működésének hőmérsékleti tartománya nem haladja meg a 250-270 °C-ot. Műszaki adatok:

• kényszerítő erő - körülbelül 200 kA/m;
• maradék indukció - akár 0,4 Tesla;
• átlagos élettartama 20-30 év.

Mik azok a neodímium mágnesek

Ezek a legerősebbek az állandó, de ugyanakkor meglehetősen törékeny és instabil korrózióval szemben, ezek az ötvözetek egy ritkaföldfém ásványon - neodímiumon - alapulnak. Ez a legerősebb állandó mágnes.

Jellemzők:

• kényszerítő erő - körülbelül 1000 kA/m;
• maradék indukció - akár 1,1 Tesla;
• átlagos élettartama - akár 50 év.

Használatuk csak a hőmérsékleti tartomány alsó határát korlátozza, a leghőállóbb neodímium mágneseknél ez 140 °C, míg a kevésbé ellenállóak 80 fok feletti hőmérsékleten tönkremennek.

Szamáriumi kobaltötvözetek

Magas műszaki jellemzőkkel, de ugyanakkor nagyon drága ötvözettel.

Jellemzők:

• kényszerítő erő - körülbelül 700 kA/m;
• maradék indukció - akár 0,8-1,0 Tesla;
• átlagos élettartama - 15-20 év.

Nehéz munkakörülményekhez használják: magas hőmérséklet, agresszív környezet és nagy terhelés. Viszonylag magas költségük miatt használatuk némileg korlátozott.

Alnico

A kobaltpor ötvözet (37-40%) alumínium és nikkel hozzáadásával szintén jó teljesítményjellemzőkkel rendelkezik, amellett, hogy képes megőrizni mágneses tulajdonságait 550°C-ig. Őket specifikációk alacsonyabbak, mint a ferromágneses ötvözeteké, és a következők:

• kényszerítő erő - körülbelül 50 kA/m;
• maradék indukció - akár 0,7 Tesla;
• átlagos élettartama 10-20 év.

Ennek ellenére ez az ötvözet a legérdekesebb a tudomány területén. Ezenkívül titán és nióbium hozzáadása az ötvözethez hozzájárul az ötvözet kényszerítő erejének 145-150 kA/m-re történő növeléséhez.

Mágneses műanyagok

Főleg a mindennapi életben mágneses képeslapok, naptárak és egyéb apróságok gyártására használják őket, a mágneses összetétel alacsonyabb koncentrációja miatt a mágneses tér jellemzői enyhén csökkennek.

Ezek az állandó mágnesek fő típusai. Az elektromágnes a működési és alkalmazási elv szerint némileg eltér az ilyen ötvözetektől.

Érdekes. A neodímium mágneseket szinte mindenhol használják, beleértve a tervezésben úszó szerkezetek létrehozására, és a kultúrában ugyanezen célokra.

Elektromágnes és lemágnesező

Ha az elektromágnes mezőt hoz létre, amikor áthalad az elektromosság tekercsének menetein, akkor a demagnetizáló éppen ellenkezőleg, eltávolítja a maradék mágneses teret. Ez a hatás különféle célokra használható. Például mit lehet tenni egy lemágnesezővel? Korábban a lemágnesezőt magnók, TV-kineszkópok lejátszófejeinek demagnetizálására és egyéb ilyen jellegű funkciók elvégzésére használták. Manapság gyakran használják némileg illegális célokra, a mérőórák lemágnesezésére, miután mágnest helyeztek rájuk. Ezenkívül ezt az eszközt lehet és kell használni a maradék mágneses mező eltávolítására a szerszámokból.

A demagnetizáló általában egy közönséges tekercsből áll, vagyis az eszköz szerint ez az eszköz teljesen megismétel egy elektromágnest. A tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk, majd azt az eszközt, amelyről eltávolítjuk a maradék mezőt, eltávolítjuk a demagnetizáló lefedettségi területéről, majd kikapcsol

Fontos! Mágnes használata a számláló "csavarására" illegális, és pénzbírsággal jár. A lemágnesező helytelen használata a készülék teljes lemágnesezéséhez és meghibásodásához vezethet.

Saját készítésű mágnes

Ehhez elegendő egy acélból vagy más vasötvözetből készült fémrudat találni, használhatja a transzformátor kompozit magját, majd készítsen egy tekercset. Csévéljen több menetes réztekercselő huzalt a mag köré. A biztonság kedvéért érdemes biztosítékot beépíteni az áramkörbe. Hogyan készítsünk erős mágnest? Ehhez növelni kell az áramot a tekercsben, minél magasabb, annál nagyobb az eszköz mágneses ereje.

Amikor az eszközt csatlakoztatják a hálózathoz, és áramot kapnak a tekercselésre, az eszköz vonzza a fémet, vagyis valójában ez egy valódi elektromágnes, bár kissé leegyszerűsített kialakítású.

Vezérlő- és automatizálási rendszerek elemeinek és eszközeinek létrehozása, mágneses anyag s, amelyben főként a következő követelményeket támasztják:

1. Az anyag legyen könnyen mágnesezhető állandó tér vagy unipoláris térimpulzus hatására és könnyen újramágnesezhető váltakozó térben, van egy hiszterézis hurok kellően keskeny kis H C és nagy m értékkel. Az ilyen követelmények lehetővé teszik az elektromágneses elemek érzékenységének növelését.

2. Az anyagoknak nagy telítési indukciós értékkel kell rendelkezniük S-ben, azaz. biztosítsa a nagy mágneses fluxus behatolását egy megfelelő keresztmetszetű magba. Ennek a követelménynek a teljesítése lehetővé teszi a készülék legkisebb méreteit és tömegét, és ha a méretek megadják, akkor a készülék kimenetén a maximális teljesítményt vagy feszültséget.

3. Az anyagban váltakozó mágneses térben végzett Pid munka legyen a legkevesebb költség, ami örvényáramot, mágneses viszkozitást és hiszterézist képez, mert ezek határozzák meg a mag és az eszköz működési hőmérsékletét. Csökkentésük nem csak a készülék hatékonyságát növeli, hanem lehetővé teszi olyan elemek létrehozását is, amelyek magasabb frekvencián (400, 500, 1000 Hz és több) működnek, és lényegesen nagyobb teljesítményűek, kisebb méretekkel és tömeggel rendelkeznek, mint az olyan elemek, amelyek tápellátásáról gondoskodnak. 50 Hz ipari frekvenciájú feszültség.

A felsorolt ​​alapkövetelményeken túl a különféle elektromágneses eszközökben használt mágneses anyagokkal szemben speciális követelményeket támasztanak.

Tehát a hőmérsékleti stabilitás javítása (a mágneses tulajdonságok invarianciája a hőmérséklet változásával környezet) fontos, hogy az anyag Curie-pontja a lehető legmagasabb legyen.

Minél közelebb áll az egységhez az anyag négyszögletességi együtthatója, a kimenő jel lineáris függése a bemeneti jeltől, annál könnyebben lehet felismerni a jeleket a digitális eszközökben.

Az egyértelműen észlelhető mágneses anizotrópia javítja a vékony mágneses filmeken alapuló eszközök minőségét, és az anyag kristályszerkezetének nagy tisztaságát szükséges feltétel eszközök létrehozása hengeres mágneses tartományokon.

A mágneses anyagok kemény mágnesekre oszthatók, amelynél a H c intenzitás tíz és száz amper centiméterenként és mágnesesen lágy, H c intenzitással tized és század amper per centiméterben. Az állandó mágnesek készítéséhez kemény mágneses anyagokat használnak, lágy mágneses - olyan elemek gyártásához, amelyekben a mezőt a tekercseken áthaladó áramok hozzák létre.

Az SUA elemeinek és eszközeinek létrehozásához elsősorban ezeket használják lágy mágneses anyagok. Mágnesesen kemény poranyagokat tartalmaznak a ferolackek, amelyeket mágnesszalagok és lemezek bevonására használnak.

A lágymágneses anyagok három csoportra oszthatók: elektromos acélok, vasalapú ötvözetek más fémekkel (nikkel, kobalt, alumínium) és ferritek (nem fémes ferromágnesek).

Az elektromos acélok a legolcsóbb anyagok nagy telítési indukcióval (1,8 ... 2,3 T nagyságrendűek), és ez lehetővé teszi kompakt és olcsó elektromágneses elemek létrehozását belőlük. De az elektromos acél viszonylag nagy (a vas-nikkel ötvözetekhez képest) kényszerítő ereje (körülbelül 0,1 ¸ 0,5 A / cm) miatt az acélelemek érzékenysége a tekercsek által létrehozott külső mező változásaira kicsi.

A zalizonickel ötvözetek (permalloy) 15-20-szor drágábbak, mint az acélötvözetek, alacsonyabb a telítési indukciójuk, de az alacsony koercitív erő és a nagy kezdeti mágneses permeabilitás miatt lehetővé teszik rendkívül érzékeny mágneses elemek előállítását. A zalizonickel ötvözetek lapok vagy szalagok formájában készülnek. A szalag vastagsága néha eléri a több mikrométert.

A 16YuKh és 16YuM zalizoalumíniumötvözetek, amelyek összetételükben 16% alumíniumot tartalmaznak, nem rosszabbak, mint a permalloy mágneses tulajdonságaiban, de megnövekedett (10 ... 20-szor nagyobb, mint a permalloy) kopásállósága. Széles körben használják mágneses fejek gyártására mágneses rögzítő eszközökben, ahol működés közben a fej folyamatosan súrolja a szalag felületét.

A ferritek nem fémes mágneses anyagok (szilárd oldatok), amelyek vas-oxidok és magnézium-, réz-, mangán-, nikkel- és más fémek oxidjainak keverékéből készülnek. A ferrit általános képlete MeO × Fe2 Oz, ahol Me bármely fém.

Az oxidokat apró darabokra aprítják, és bizonyos arányban összekeverik. A kapott keverékből 10-30 kN/cm 2 (1-3 t/cm 2) nyomással a szükséges méretű és konfigurációjú mágneses magokat préselik, majd 1200-1400 °C-on kiégetik. Kész szürke- A fekete mágneses magok nagy keménységűek, de meglehetősen törékenyek. A tekercseket általában közvetlenül a ferrit mágneses magokra tekerik, az utóbbiak további szigetelése nélkül. Különleges
a ferritek elektromos ellenállása milliószor nagyobb, mint a fémes ferromágneseké, ami gyakorlatilag kiküszöböli az örvényáramot. Ez lehetővé teszi a több száz kilohertz frekvenciájú mágneses irányváltó ferriteket, és nagy sebességű működést biztosít a modern vezérlés és számítógépek számára. A legelterjedtebb magnézium-mangán ferritek a BT minőségűek (1,3W, 0,16W stb.) Viszonylag alacsony Curie-pontjuk van (140 - 300 °C), ami hevítéskor jelentős változást okoz a mágneses paramétereikben. A lítium alapú ferritek, amelyek Curie-pontja 630°C, lényegesen jobb hőmérsékleti jellemzőkkel rendelkezik. A digitális eszközök mágneses áramköreihez széles körben használják a biferiteket, vannak két fémes ferritek, például magnézium-mangán vagy lítium-nátrium ferritek, valamint poliferitek, amelyek három vagy több ferrit szilárd oldatai.

Mágneses kemény anyagok. Mint már említettük, mágnesesen kemény anyagokat használnak:

— Állandó mágnesek gyártásához;

- Információk rögzítéséhez (például hangfelvételhez).

A mágnesesen kemény anyagok tulajdonságainak értékelésekor jelentősek lehetnek a mechanikai tulajdonságok (szilárdság), az anyag gyártás közbeni megmunkálhatósága, valamint a sűrűség, elektromos ellenállás stb.. Egyes esetekben különösen fontos a mágneses tulajdonságok stabilitása.

Az állandó mágnesek legfontosabb anyagai a Fe-Ni-Al ötvözetek. A csapadékos keményedés fontos szerepet játszik ezen ötvözetek nagy koercitív állapotának kialakításában.

Az ilyen anyagoknak nagy a kényszerítő erő értéke, mert azok a mágnesezés elsősorban a forgási folyamatok miatt következik be.

Az ötvözőelemek nélküli Fe-Ni-Al ötvözeteket viszonylag alacsony mágneses tulajdonságaik miatt nem használják. A legelterjedtebbek a rézzel és kobalttal ötvözött ötvözetek. A 15% Co-ot meghaladó kobalttartalmú ötvözetek általában mágneses vagy mágneses és kristályos szerkezetűek.

A mágneses textúra termomágneses kezelés eredménye, amely abból áll, hogy az ötvözetet 160-280 kA/m erősségű mágneses térben magas hőmérsékletről (1250-1300 0 C) körülbelül 500 0 C-ra hűtik. Ebben az esetben a mágneses jellemzők növekedése csak a tér irányában történik, azok. az anyag mágnesesen anizotróp lesz.

A Fe-Ni-Al-(Co) ötvözetek mágneses tulajdonságainak további jelentős növelése lehetséges, ha makrostruktúrából mágneseket hoznak létre oszlopos kristályok formájában. A kristályszerkezetet az ötvözet speciális hűtési körülményei között kapják meg.

Rövid ajánlásokat adunk az ötvözetek minőségének kiválasztásához. Kobaltmentes ötvözetek (YUND és mások). Vannak olcsók, viszonylag alacsonyak a tulajdonságaik. A YUNDK15 és YUNDK18 ötvözetek akkor használatosak, amikor viszonylag magas mágneses tulajdonságokra van szükség, és az anyagnak nem szabad mágneses anizotrópiával rendelkeznie. A 24% Co-t tartalmazó ötvözetek (YuN13DK24 és mások) magas mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek a mágneses textúra irányában, technológiailag jól fejlettek és széles körben használatosak.

Irányított kristályosítású ötvözetek, mint például YUN13DK25BA stb., amelyek a legnagyobb W max-mal rendelkeznek, és ezért a legkisebb tömeget és méretet biztosítják a mágneses rendszerek számára.

Nyitott rendszer esetén a legmagasabb Hc-vel rendelkező ötvözeteket, például YUNDK35T5 titánötvözetet használnak.

Az egykristályos szerkezetű ötvözetek (YUNDK35T5AA és YUNDK40T8AA) a következő előnyökkel rendelkeznek az irányított kristályosítású ötvözetekhez képest: magasabb mágneses tulajdonságok a szerkezet további javítása miatt, három egymásra merőleges irány jelenléte, amelyekben a tulajdonságok optimálisak; a legjobb mechanikai tulajdonságokkal.

A Fe-Ni-Al-(Co) ötvözetek fő hátránya a rossz mechanikai tulajdonságok (nagy keménység és ridegség), ami nagymértékben megnehezíti a megmunkálásukat.

Por mágnesek. A porkohászattal előállított mágnesek kerámia-fém, fém-műanyag és oxid csoportokra oszthatók.

Az első két csoportnak fizikai folyamatok a nagy koercitív állapot kialakulása ugyanazoktól az okoktól függ, mint a monolit mágneseknél, a másik két csoportnál a nagy koercitív tulajdonságok eléréséhez szükséges feltétel egy bizonyos fokú diszperziós szintre zúzott állapot, amely megfelel egy- domain struktúra.

A kerámia-fém mágneseket fémporokból nyerik úgy, hogy azokat megkötő anyag nélkül sajtolják, majd szinterelik magas hőmérsékletű. Mágneses tulajdonságaikat tekintve csak valamivel rosszabbak az öntött mágneseknél, de drágábbak a többinél.

A fém-műanyag mágneseket a fémkerámiához hasonlóan fémporokból állítják elő, de szigetelő kötőanyaggal összepréselik és alacsony hőmérsékletre hevítik, ami a megkötő anyag polimerizációjához szükséges. Az öntött mágnesekhez képest csökkentett mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, de nagy az elektromos ellenállásuk, alacsony a sűrűségük és viszonylag olcsók.

Az oxidáló mágnesek közül gyakorlati jelentőséggel bírnak a bárium- és kobaltferrit alapú mágnesek.

bárium mágnesek. Az ipar a báriummágnesek két csoportját gyártja: izotróp (BI) és anizotróp (BA).

A báriummágnesek nagyon nagy kényszerítő erővel és alacsony maradék indukcióval rendelkeznek az öntöttekhez képest. A báriummágnesek fajlagos elektromos ellenállása r milliószor nagyobb, mint a fémes anyagoké, ami lehetővé teszi a báriummágnesek használatát olyan mágneses áramkörökben, amelyek nagyfrekvenciás mezőknek vannak kitéve. A báriummágnesek nem tartalmaznak szűkös és drága anyagokat, körülbelül 10-szer olcsóbbak, mint az UNDK24-es mágnesek.

A báriummágnesek hátrányai közé tartoznak a rossz mechanikai tulajdonságok (nagy ridegség és keménység), és ami a legfontosabb, a mágneses tulajdonságok nagy mértékben függenek a hőmérséklettől. A báriummágnesek TK B r maradék mágneses indukciójának hőmérsékleti együtthatója körülbelül 10-szer nagyobb, mint az öntött mágnesek TK B r hőmérsékleti együtthatója. Ezenkívül a bárium mágnesek visszafordíthatatlanok hűtési tulajdonságok, pl. magasabb hőmérsékleti stabilitásúak, mint a bárium. Van azonban hőmérsékleti hiszterézisük is, de ez nem jelenik meg a régióban negatív hőmérsékletek, mint a báriummágneseknél, de pozitív hőmérsékleten (80 °C feletti hőmérsékleten).

Egyéb anyagok állandó mágnesekhez.

martenzites acélok. A martenzit az acél edzésével nyert mikroszerkezetének típusa. A martenzit kialakulását jelentős térfogati változások, a rács nagy belső feszültségének létrehozása és a kényszerítő erő nagy értékeinek megjelenése kíséri.

A martenzites acélokat a többi anyag előtt kezdték használni állandó mágnesek gyártására. Jelenleg alacsony mágneses tulajdonságaik miatt viszonylag keveset használják őket. Teljesen azonban még nem hagyták el őket, mert olcsók és fémvágó gépeken is megmunkálhatók.

Az ötvözetek plasztikusan deformálódnak. Ezek az ötvözetek magas megmunkálási tulajdonságokkal rendelkeznek. Jól bélyegezve, ollóval vágva, fémvágó gépeken megmunkálva vannak. Plasztikusan deformált ötvözetekből szalagok, lemezek, lemezek, huzalok készíthetők. Bizonyos esetekben (összetett konfigurációjú kisméretű mágnesek gyártásánál) célszerű kerámia-fém technológiát alkalmazni. Sokféle ötvözet létezik, amelyek plasztikusan deformálódnak, és a fizikai folyamatok, amelyek miatt magas mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, változatosak. A leggyakoribb ötvözetek a Kunife (Cu-Ni-Fe) és a Vicaloy (Co-V). A Kunife ötvözetek anizotróp, hengerlési irányban mágnesezettek, és gyakran használják kis vastagságú huzalok, valamint sajtolások formájában. A Vikaloy-t a legkisebb bonyolult vagy áttört konfigurációjú mágnesek készítésére, valamint nagy szilárdságú mágnesszalagok vagy huzalok készítésére használják.

Nemesfém alapú ötvözetek. Ide tartoznak az ezüstötvözetek mangánnal és alumíniummal (silmanal), valamint a platina és a vas ötvözetei (77,8% Pt; 22,2% Fe) vagy a platina kobalttal (76,7% Pt; 23,3% Co). Az ebbe a csoportba tartozó anyagok, különösen a platinát tartalmazó anyagok nagyon drágák, ezért csak néhány milligramm súlyú szubminiatűr mágnesekhez használják. Az ebbe a csoportba tartozó összes ötvözetből készült mágnesek gyártásakor a fémkerámia technológiát széles körben használják.

Elasztikus mágnesek. Amint megjegyeztük, az állandó mágnesek fő anyagcsoportjainak - az öntött ötvözetek és a kemény mágneses ferritek - legfontosabb hátránya a rossz mechanikai tulajdonságaik (nagy keménység és törékenység). A plasztikusan deformálható ötvözetek alkalmazását korlátozza magas költségük. NÁL NÉL mostanában megjelentek a gumi alapú mágnesek. Bármilyen formájúak lehetnek, amit a gumitechnológia lehetővé tesz - zsinórok, hosszú csíkok, lapok stb. Az ilyen anyagot ollóval könnyen vágják, bélyegzik, hajlítják, csavarják. A "mágneses gumi" használata mágneses memóriabetűkként ismert számítógépekhez, mágnesek eltérítési rendszerekhez a televízióban, mágnesek, helyes stb.

Az elasztikus mágnesek gumiból és kemény mágneses anyagok finom porából (töltőanyag) készülnek. A leggyakrabban használt töltőanyag a bárium-ferrit.

Anyagok mágnesszalagokhoz. A mágnesszalagok mágneses adathordozók. A legelterjedtebbek a rozsdamentes acél tömör fém szalagok, a bimetál szíjak és a műanyag alapú, por munkarétegű szalagok. A tömör fémszalagokat főleg speciális célokra és széles hőmérsékleti tartományban történő munkavégzésre használják; a műanyag alapú szalagok szélesebb körben alkalmazhatók. A mágneses adathordozó fő célja, hogy a reprodukált fej felületén olyan mágneses mezőt hozzon létre, amelynek intenzitása (a szalag meghúzásakor) időben ugyanúgy változik, mint a rögzítés alatt álló jel. A mágneses porral bevont szalagok tulajdonságai jelentősen függnek nemcsak a kiindulási anyagok tulajdonságaitól, hanem a részecskék finomításának mértékétől, a mágneses anyag térfogatsűrűségétől a munkarétegben, a részecskék orientációjától a forma jelenlétében. anizotrópia stb.

A munkarétegnek (vagy a fémszalag vastagságának) a lehető legvékonyabbnak kell lennie, magának a szalagnak pedig simának és rugalmasnak kell lennie, hogy maximális kölcsönhatást (mágneses érintkezést) biztosítson a szalag és a fej mágneses anyagai között. Az anyag maradék mágnesezettségének a lehető legmagasabbnak kell lennie.

A kényszerítő erővel szemben egymásnak ellentmondó követelmények vonatkoznak: az önlemágnesezés csökkentése érdekében a lehető legmagasabb Hc értékre van szükség (legalább 24 kA / m), és a rekord törlésének megkönnyítése érdekében egy kis Hc kívánatos. . A nagy remanenciára és az önlemágnesezésre vonatkozó minimális érzékenységre vonatkozó követelmények a legjobb mód elégedettek a lemágnesezési hiszterézis hurok metszetének négyszögletes alakjával, azaz. kívánatos, hogy rendelkezzen maximális érték konvexitási tényező. A hőmérséklet és a szalaganyag mágneses tulajdonságaiban bekövetkező egyéb változásoknak minimálisnak kell lenniük.

Az ipar ötvözetből gyárt szalagokat, nem rozsdásodik, EP-31A és bimetál EP-352/353. A szalagok vastagsága 0,005-0,01 mm, Hc = 24 - 40 kA / m; B r = 0,08 T.

A háztartási műanyag alapú szalagokat főként A2601-6 (6-os típus - stúdiómagnókhoz) és A4402 - 6 (10-es típus - háztartási és riporterek) típusú kazetták gyártják. A szalagok megjelölésénél a GOST-nak megfelelően a következőket használjuk: az első elem - a betűindex a szalag rendeltetését jelenti: A - hangfelvétel, T - videofelvétel, B - számítástechnika, I - pontos rögzítés: a második elem - digitális index (0-tól 9-ig), az anyagalapokat jelzi: 2 - diacetilcellulóz, 3 - triacetilcellulóz, 4 - polietilén-tereftalag (lavsan), a harmadik elem egy digitális index (0-tól 9-ig), a vastagságot jelenti a szalagról:
2 - 18 mikron, 3 - 27 mikron, 4 - 36 mikron, 6 - 55 mikron, 9 - több mint 100 mikron, a negyedik elem egy digitális index (01-től 99-ig), a technológiai fejlesztések számát jelenti; az ötödik elem a szalag névleges szélességének számértéke milliméterben. Az ötödik elem után egy további betűindexnek kell lennie: P - perforált szalagokhoz; R - a műsorszórásban használt szalagokhoz; B - a háztartási magnókról származó szalagokhoz.

A mágneses porokhoz a következő anyagokat használják: vas-ferrit (magnetit), kobalt-ferrit, króm-dioxid stb. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A legszélesebb körben használt gamma-vas-oxid (g-Fe 2 O 3 ) hegyes alakú, körülbelül 0,4 μm részecskehosszúságú és körülbelül három hossz-átmérő arányú. A magnetit (vas-ferrit) FeO × Fe 2 O 3 oxidációja következtében por (g-Fe 2 O 3) keletkezik levegőben, körülbelül 150 o C hőmérsékleten.

A mágnesszalagok gyártása változatos lehet. Gyakrabban a munkaréteget (mágneses lakkot) a kész alapra hordják fel, például úgy, hogy lakkot öntenek egy szerszámból. A mágneses lakkot előre elkészítik, és mágneses porból, kötőanyagból, oldószerből, lágyítóból és különféle adalékanyagokból áll, amelyek elősegítik a porszemcsék nedvesítését és elválasztását, valamint csökkentik a munkaréteg koptatóképességét.

A részecske alakú anizotrópiájú porok (például acicularis g-Fe) használatakor a szalag gyártása során a részek bizonyos módon orientálódnak a mágneses tér hatására. A szalag végső feldolgozása kalanderezésből és polírozásból áll a felület minőségének javítása érdekében.

A 6-os típusú szalag biztosítja jó minőség hangrögzítés és lejátszás professzionális berendezésekben 19,05 cm/s, fogyasztói magnókban pedig 9,53 és 4,75 cm/s sebességgel.

A szalagokat 10-25 °C hőmérsékleten és 50-60% relatív páratartalom mellett kell tárolni; 30°C feletti hőmérséklet elfogadhatatlan, 10°C alatti hőmérséklet nem ajánlott.

A hazai ipar a 6-os és 10-es típuson kívül más típusú szalagokat is gyárt, például 50,8 mm széles T4402-50 szalagot fekete-fehér kép keresztvonalas rögzítésére.

Ritkaföldfém-alapú ötvözetek (REM). Számos REM-mel rendelkező vegyület és ötvözet nagyon magas kényszerítő erővel és maximális fajlagos energiával rendelkezik. Ebből az anyagcsoportból a legérdekesebb intermetallikus vegyületek az RCo 5 típusúak, ahol R egy ritkaföldfém.

A mágneses anyagok figyelembe vett fő csoportjain kívül másokat is alkalmaznak a technológiában, amelyek korlátozott terjedelműek.

termomágneses anyagok. A termomágneses anyagokat olyan anyagoknak nevezzük, amelyek a mágneses indukciótól (pontosabban a telítési mágnesezettségtől, mivel általában a termomágneses anyag telítési módban működik) jelentős mértékben függnek a hőmérséklettől egy bizonyos tartományban (a legtöbb esetben +60 ¸ -60 0 С). A termomágneses anyagokat főként mágneses söntként vagy kiegészítő támasztékként használják. Az ilyen elemek mágneses áramkörökbe való beépítése lehetővé teszi a hőmérsékleti hiba kompenzálását vagy a légrés mágneses indukciójának adott törvény szerinti változását (hőszabályozás).

magnetostrikciós anyagok. A magnetostrikciónak közvetlen műszaki alkalmazása van hang- és ultrahangrezgések magnetostrikciós vibrátoraiban (generátoraiban), valamint egyes rádióáramkörökben és eszközökben (a frekvenciastabilizáló kvarc helyett elektromechanikus szűrőkben stb.).

Magnetosztrikciós anyagként nikkelt, permendurt (Fe-Co ötvözetek, nagy telítési mágnesezettséggel jellemeznek), Alfert (Fe-Al ötvözetek), nikkelt és nikkel-kobalt ferriteket stb.

A nikkelnek nagy a telítési magnetostrikciós együttható abszolút értéke l S = D l / l = -35 × 10 -6 (l a lemez hossza a mezőig, D l a hossz változása a mező hatására A mínusz jel a hossz csökkenését jelenti). Jellemzően a H minőségű nikkelt 0,1 mm vastagságban használják merev, nem égetett szalag formájában. Kilyukasztás után a lemezeket levegőn 800°C-ra 15-25 percig tartó melegítéssel oxidálják. Az így képződött oxidfilm a lemezek elektromos szigetelésére szolgál a rakás során. A nikkelnek magas a korróziógátló tulajdonságai és a rugalmassági modulus alacsony hőmérsékleti együtthatója.

Az utóbbi időben a magnetostrikciós ferriteket szélesebb körben alkalmazzák, különösen a precíziós szűrőkben.

Magas telítési indukciós ötvözetek. A hagyományos anyagok közül a vas rendelkezik a legnagyobb indukcióval (» 2,1 T).

Azokban az esetekben, amikor a legmagasabb követelményeket támasztják az eszköz méretére, tömegére és áramlási méretére, szuper-izokobalt ötvözeteket használnak, amelyekben a telítési indukció eléri a 2,43 T-t, ami lehetővé teszi tömeg- és térfogat-megtakarítást az összehasonlításban. vasalni 15-20%-kal. A gyakorlatban 30-51% Co-t és 1,5-2,0% V-t tartalmazó ötvözetek használatosak, ami javítja az ötvözetek technológiai tulajdonságait, a hideg állapotú feldolgozás lehetőségét. Ezeket az ötvözeteket permendurnak nevezik.

A magas és alacsony kobalttartalmú ötvözetek telítési indukciója megközelítőleg azonos. A magas kobalttartalmú ötvözetek gyenge és közepes mezőben nagyobb mágneses permeabilitással rendelkeznek, mint az alacsony kobalttartalmú ötvözetek, de az utóbbiak olcsóbbak.

A telítési indukció magas értéke mellett a permendur jelentős reverzibilis permeabilitással rendelkezik, ami különösen értékessé teszi telefonmembránok anyagaként. Hátrányok permendur: alacsony elektromos ellenállás r, magas költség és szűkös kobalt és vanádium. A Permendurt állandó mágneses mezőben vagy gyenge váltakozó mezőben használják, ahol az állandó tér erős torzítása van. E csoport anyagai közül a normalizált ötvözet 50 KF (49,0-51% Co; 1,5-2,0% V). Az ötvözet telítési indukciója legalább 2,35 T és q = 980 °C.

Az extra-izokobalt ötvözetek előnye a kereskedelemben kapható tiszta vassal szemben 1,0 T feletti mágneses indukciónál érezhető. A mágneses permeabilitás értékeinek különbsége körülbelül 1,8 T mágneses indukciós értéknél éri el a maximumot, míg a kobaltötvözetek permeabilitása tízszer nagyobb, mint a lágy vasfajták permeabilitása.

Vasyura A.S. — Az "Automatizálási vezérlőrendszerek elemei és eszközei" című könyv

A mágnesek olyan tárgyak, amelyek mágneses mezeje vonz vagy taszít bizonyos anyagokat. A mágneseket nagyon hasznosnak találták a fémek vonzására való képességük miatt. A mágnesek széles körben alkalmazhatók mindennapi életünkben és különféle iparágakban.

Játékokban, háztartási gépekben és több száz otthoni dologban használják. A mágneseket főként az alábbi iparágakban használják: bányászat és bányászat, kerámia, műanyag és üveg gyártása és még sok más.

A mágnesek különböző formájú, méretű és erősségűek. Két fő típusú mágnesre oszthatók:

• ember alkotta mágnesek
• természetes mágnesek.

A természetes mágneseket magnetitnek nevezik. Vasban és ásványi anyagokban gazdagok.

Az emberek fémötvözetekből készítettek szintetikus mágneseket, amelyek erősebbek a természeteseknél. A mesterséges mágneseket több ezer célra használják, erősségük és mágneses tulajdonságuk eltérő.

A mesterséges mágneseknek három típusa van:

• állandó mágnesek
• Ideiglenes mágnesek

állandó mágnesek

Az állandó mágnesek nagyon erősek és a leggyakrabban használtak. Ezeket a mágneseket azért nevezték így, mert miután mágnesezettek, hosszú ideig vagy örökké megőrzik mágnesességüket.

Ennek az az oka, hogy a mágnesek olyan anyagokból állnak, amelyek atomokat és molekulákat tartalmaznak, amelyek mágneses mezői erősítik egymást. Bizonyos feltételek mellett azonban ezek a mágnesek elveszíthetik mágneses tulajdonságaikat, például sokk esetén.

Az állandó mágnesek széles körben alkalmazhatók a hűtőmágnesektől a nagy ipari üzemekig. Ők különböző méretűés formák, és összetételükben különböznek.

Az állandó mágnesek néhány általános típusa:

• Kerámiai
• Alnico mágnesek
• Szamáriumi kobalt
• neodímium, vas és bór

Ezek közül a szamárium-kobalt és a neodímium mágnesek a ritkaföldfém mágnesek kategóriába tartoznak.

Kerámiai

A kerámia mágneseket ferriteknek is nevezik, és vas-oxidból és bárium- vagy stroncium-karbonátból állnak. Ezek igazán erős mágnesek, és széles körben használják tudományos laboratóriumokban. Leggyakrabban kísérleti célokra használják őket.

Alnico mágnesek

A név az első betűkből áll kémiai elemek, amelyből mágnesek készülnek: al (alumínium), nikkel (kel), co (balt). Az Alnico mágnesek nagyon erősek, és különféle kísérletekben a kerámia mágnesek helyettesítésére használják, mivel stabilabbak és jobban ellenállnak a lemágnesezésnek. Ezek azonban drágábbak.

Szamáriumi kobalt mágnesek

A ritkaföldfém mágnesek kategóriájába tartozik. Ezek a mágnesek nagyon nagy mágneses erővel rendelkeznek, és nagyon ellenállnak a lemágnesezésnek és oxidációnak. Nagyon drágák, és nagy mágnesességet és stabilitást igénylő alkalmazásokhoz használhatók. Először az 1970-es években jelentek meg.

neodímium-vas-bór

Ez egy másik típusú ritkaföldfém mágnes. A neodímium mágnesek nagyon hasonlítanak a szamárium kobalt mágnesekhez, de kevésbé stabilak. Ennek a mágnesnek egy centimétere képes felemelni egy több méteres fémlemezt. Rendkívül nagy mágnesességüknek köszönhetően a világ legdrágább mágnesei és magas költségük miatt ritkábban használják őket.

A rugalmas mágnesek lapos szalagokból és lapokból készülnek. Ezek a mágnesek rendelkeznek a legkisebb mágnesességgel.

Ideiglenes mágnesek

Az ideiglenes mágnesek csak akkor működnek mágnesként, ha erős mágnes által erős mágneses térbe helyezik őket. Bármely fémtárgy, például gemkapcsok és szögek, mágnesként működhetnek, ha erős mágneses térnek vannak kitéve. Azonban amint eltávolítják őket a mezőről, azonnal elveszítik mágnesességüket. Az ideiglenes mágnesek ideiglenes mágnesességük ellenére számos előnnyel járnak. Főleg telefonokban és villanymotorokban használják.

Az elektromágnesek nagyon erős mágnesek, amelyek különböznek a fenti mágnesektől. Ezek a mágnesek azon az elven működnek, hogy az elektromos áramot tartalmazó vezeték mágneses teret hoz létre.

Nehézfém magból áll, huzaltekerccsel. Amikor az áram áthalad a vezetékeken, mágneses mező jön létre, ami viszont mágnesezi a fémmagot.

A mágnes polaritása változtatható az átfolyó áramerősség beállításával, valamint irányának változtatásával. Széles körben használják televíziókban, rádiókban, videokazettákban, számítógépekben, monitorokban stb.