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

Mindenki mágnest tartott a kezében, és gyerekként játszott vele. A mágnesek nagyon különböző alakúak és méretűek lehetnek, de minden mágnesnek van általános tulajdon- vonzzák a vasat. Úgy tűnik, maguk is vasból vannak, legalábbis valamilyen fémből biztosan. Vannak azonban „fekete mágnesek” vagy „kövek”, amelyek erősen vonzzák a vasdarabokat, és különösen egymást.

De nem fémnek tűnnek; könnyen eltörnek, akár az üveg. A mágneseknek számos hasznos haszna van, például kényelmesen lehet papírlapokat „tűzni” a felületekre a segítségükkel. A mágnes kényelmes az elveszett tűk összegyűjtésére, így, mint látjuk, ez egy teljesen hasznos dolog.

Tudomány 2.0 – A nagy ugrás – Mágnesek

Mágnes a múltban

Több mint 2000 évvel ezelőtt az ókori kínaiak tudtak a mágnesekről, legalábbis azt, hogy ezzel a jelenséggel lehet utazási irányt választani. Vagyis feltaláltak egy iránytűt. Filozófusok be ókori Görögország, kíváncsi emberek, különféle gyűjtés elképesztő tények, mágnesekkel ütközött a kisázsiai Magnessa város környékén. Ott furcsa köveket fedeztek fel, amelyek vonzhatták a vasat. Abban az időben ez nem volt kevésbé csodálatos, mint amilyenné az idegenek a mi időnkben válhattak.

Még meglepőbbnek tűnt, hogy a mágnesek nem minden fémet vonzanak, csak a vasat, és maga a vas is mágnessé válhat, bár nem olyan erős. Elmondhatjuk, hogy a mágnes nemcsak a vasat vonzotta, hanem a tudósok kíváncsiságát is, és nagymértékben előremozdította az olyan tudományt, mint a fizika. A milétoszi Thalész a „mágnes lelkéről”, a római Titus Lucretius Carus pedig „A dolgok természetéről” című esszéjében a „vasreszelék és gyűrűk tomboló mozgásáról” írt. Már észrevette a mágnes két pólusának jelenlétét, amelyeket később, amikor a tengerészek elkezdték használni az iránytűt, a főpontokról nevezték el.

Mi az a mágnes? Egyszerű szavakkal. Mágneses mező

Komolyan vettük a mágnest

A mágnesek természete hosszú ideje nem tudta megmagyarázni. A mágnesek segítségével új kontinenseket fedeztek fel (a tengerészek máig nagy tisztelettel bánnak az iránytűvel), de a mágnesesség természetéről továbbra sem tudott senki semmit. A munkákat csak az iránytű fejlesztésére végezték, amit Kolumbusz Kristóf geográfus és navigátor is végzett.

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

Faraday törvénye rögzíti a szabályt: zárt hurok esetén az elektromotoros erő egyenlő az ezen a hurkon 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 az elektromos jelenségeket.

A mágnesezhető anyagokat ferromágneseknek nevezzük. Ez a név a mágneseket a vashoz kapcsolja, de ezen kívül a mágnesezési képesség a nikkelben, a kobaltban és néhány más fémben is megtalálható. Mivel a mágneses tér már beköltözött 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 Siemens nem jött volna azzal az ötlettel, hogy a mágnest viszonylag kis árammal mágnesezett acélra cseréljék, a világ soha nem látta volna az elektromos villamost és a Siemens céget. A Siemens távírógépeken is dolgozott, de itt sok versenytársa volt, és az elektromos villamos rengeteg pénzt adott a cégnek, és végül minden mást is magával húzott.

Elektromágneses indukció

A mágnesekkel kapcsolatos alapvető mennyiségek a technológiában

Főleg a mágnesek, vagyis a ferromágnesek leszünk érdekeltek, és egy kicsit eltekintünk a mágneses (jobban mondjuk, elektromágneses, Maxwell emlékére) megmaradt, igen hatalmas területétől. Mértékegységeink az SI-ben elfogadott mértékegységek (kilogramm, méter, másodperc, amper) és származékai lesznek:

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

Ez a mennyiség 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/m2)

Ez a vezetőn áthaladó áram és a kör hosszának aránya, azon a sugáron, amelynél az indukció nagysága érdekel. A kör abban a síkban fekszik, amelyet a vezeték merőlegesen metszi. Ez magában foglalja a mágneses permeabilitásnak nevezett tényezőt is. 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 egybeesik velük.

l Mágneses permeabilitás, μ (relatív érték)

Ha a vákuum mágneses permeabilitását 1-nek vesszük, akkor más anyagoknál a megfelelő értékeket kapjuk. Így például a levegőre egy olyan értéket kapunk, amely majdnem megegyezik a vákuum értékével. A vasnál lényegesen nagyobb értékeket kapunk, így képletesen (és nagyon pontosan) kijelenthetjük, hogy a vas mágneses erővonalakat „húz magába”. Ha egy mag nélküli tekercs térerőssége egyenlő H-val, akkor maggal μH-t kapunk.

l Kényszerítő erő, A/m.

A kényszerítő erő azt méri, 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 egyenlő legyen, létre kell hozni egy bizonyos intenzitású mezőt, de fordítva, azaz áramot kell adni ellentétes irány. Ezt a feszültséget kényszererőnek nevezik.

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

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

A technológiában különböző követelmények vonatkoznak a mágnesekre, attól függően, hogy ezek az anyagok hová kerülnek. A ferromágneses anyagokat „puhára” és „keményre” osztják. Az elsőkből olyan készülékek magjait készítik, ahol a mágneses fluxus állandó vagy változó. Puha anyagokból nem lehet jó független mágnest készíteni. Túl könnyen demagnetizálódnak, és pontosan ez van itt. 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 mágneses, azaz nagy maradék indukciót és nagy kényszerítő erőt jelent, hiszen, mint láttuk, ezek a mennyiségek szorosan összefüggenek egymással. Az ilyen mágneseket szén-, volfrám-, króm- és kobaltacélokban használják. Koercitivitásuk eléri a körülbelül 6500 A/m értéket.

Léteznek speciális ötvözetek, az alni, alnisi, alnico és sok más néven, ahogy sejthető, ezek tartalmazzák az alumíniumot, nikkelt, szilíciumot, kobaltot különböző kombinációkban, amelyeknek nagyobb a kényszerítő ereje - akár 20 000...60 000 A/m. Egy ilyen mágnest nem olyan könnyű letépni a vasról.

Vannak mágnesek, amelyeket kifejezetten magasabb frekvenciákon való működésre terveztek. Ez a jól ismert „kerek mágnes”. Egy sztereó rendszer használhatatlan hangszórójából, vagy egy autórádióból, vagy akár egy múltkori tévéből „bányászták”. Ez a mágnes vas-oxidok és speciális adalékanyagok szinterezésével készül. Ezt az anyagot ferritnek nevezik, de nem minden ferrit van kifejezetten így mágnesezve. A hangszórókban pedig a haszontalan veszteségek csökkentése érdekében használják.

Mágnesek. Felfedezés. Hogyan működik?

Mi történik a mágnes belsejében?

Tekintettel arra, hogy egy anyag atomjai sajátos elektromos „csomók”, képesek saját mágneses teret létrehozni, de ez a képesség csak néhány hasonló atomszerkezettel rendelkező fémben fejeződik ki nagyon erősen. Mengyelejev periódusos rendszerében a vas, a kobalt és a nikkel egymás mellett helyezkednek el, és hasonló felépítésűek az elektronikus héjak, amelyek ezeknek az elemeknek az atomjait mikroszkopikus mágnesekké alakítják.

Mivel a fémeket különféle nagyon kicsi kristályok fagyott keverékének nevezhetjük, nyilvánvaló, hogy az ilyen ötvözetek nagyon sok mágneses tulajdonsággal rendelkezhetnek. Számos atomcsoport képes „kibontani” 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 jelentősége.

Mint már említettük, a mágnesek csaknem atomi méretűek lehetnek, így a mágneses tartomány legkisebb méretét annak a kristálynak a mérete korlátozza, amelybe a mágneses fématomok beágyazódnak. Ez magyarázza például a szinte fantasztikus felvételi sűrűséget a modern készülékeken merevlemezek számítógépek, amelyek láthatóan tovább fognak növekedni, amíg a lemezeknek komolyabb versenytársak lesznek.

Gravitáció, mágnesesség és elektromosság

Hol használják a mágneseket?

A magok mágnesekből készült mágnesek, bár általában egyszerűen magoknak nevezik, a mágneseknek sokkal több felhasználási területük van. Vannak írószer-mágnesek, bútorajtók reteszelésére szolgáló mágnesek, utazók számára pedig sakkmágnesek. Ezek mindenki által ismert mágnesek.

Több ritka faj tartalmaznak mágneseket a töltött részecskegyorsítókhoz; ezek nagyon lenyűgöző szerkezetek, amelyek több tíz tonnát is nyomhatnak. Bár ma már a kísérleti fizikát benőtte a fű, leszámítva azt a részt, ami azonnal szuperprofitot hoz a piacon, de maga szinte semmibe sem kerül.

Egy másik érdekes mágnes van beépítve egy díszes orvosi eszközbe, amelyet mágneses rezonancia képalkotó szkennernek neveznek. (Tulajdonképpen a módszert NMR-nek, mágneses magrezonanciának hívják, de azért, hogy a fizikában általában nem erős embereket ne riassza el, átnevezték.) A készülékhez a megfigyelt tárgyat (a pácienst) erős mágneses térbe kell helyezni, a megfelelő mágnesnek pedig ijesztő méretei és az ördögkoporsó alakja van.

Egy személyt egy kanapéra helyeznek, és egy alagúton keresztül görgetik ebben a mágnesben, miközben az érzékelők az orvosok érdeklődésére számot tartó területet pásztázzák. Általánosságban elmondható, hogy ez nem nagy baj, de néhány ember a pánik szintjéig tapasztalja a klausztrofóbiát. Az ilyen emberek szívesen megengedik, hogy élve vágják le magukat, de nem járulnak hozzá az MRI-vizsgálathoz. Ki tudja azonban, hogyan 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 egy 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. Ez egyáltalán nem olcsó beállítás. De a speciális ötvözetekből készült mágnesek, amelyek nem igényelnek áramelőfeszítést, 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. Nagyon lenyűgözőnek tűnik a Föld mágneses mezőjének képe, amelyet az űrből végzett megfigyelések alapján számítógépek szimuláltak.

Íme egy rövid 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 energiájú anyag, amelynek kimeríthetetlen energiamezője és két pólusa van, úgynevezett északi és déli. Bár 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 - a motorja speciális mágneses kefékkel rendelkezik, abszolút minden nap és késő estig néznek tévét, dolgoznak számítógépen, és van benne elég nagyszámú ezeket az elemeket. Mindenkinek a házában lóg a falon egy óra, a hűtő ajtaján mindenféle szép kis játék, minden hangberendezésen a hangszórók kizárólag ennek a csodálatos mágnesnek köszönhetően működnek.

Az ipari vállalkozásokban a dolgozók elektromos motorokat és hegesztőgépeket használnak. Az építőiparban mágneses darut és vascsupaszító szalagot használnak. A beépített mágneses eszköz segít a chipek és a vízkő teljes elkülönítésében elkészült termékek. Ezeket a mágnesszalagokat az élelmiszeriparban is használják.

A mágneseket ékszerekben is használják, beleértve a karkötőket, láncokat, mindenféle medálokat, gyűrűket, fülbevalókat és még hajcsatokat 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. Nem véletlen, hogy az elektrotechnikának és a fizikának van egy speciális része - az elektromosság és a mágnesesség. Ez a két tudomány szorosan összefügg. Lehetetlen azonnal felsorolni az összes elemet, amely tartalmazza ezt az elemet.

Napjainkban egyre több új találmány jelenik meg és sok mágnest tartalmaz, különösen, ha az elektrotechnikához kapcsolódik. Még a világhírű ütköztető is kizárólag elektromágnesekkel működik.

A mágnest széles körben használják orvosi célokra– például rezonáns szkenneléshez belső szervek emberek, valamint sebészeti célokra. Mindenféle mágneses övhöz, masszázsfotelhez és így tovább használható. Gyógyító tulajdonságok a mágneseket nem találták fel - például Grúziában a Fekete-tenger mellett van egy egyedülálló üdülőhely, Ureki, ahol a homok nem közönséges - sárga, hanem fekete - mágneses. Az emberek sok betegség, különösen a gyermekbetegségek – agyi bénulás, idegrendszeri betegségek, sőt magas vérnyomás – kezelésére járnak oda.

A mágneseket feldolgozó üzemekben is használják. Például a régi autókat először megnyomják, 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 mára olyan szorosan beépültek az életünkbe, hogy nélkülük nagyon megnehezül az életünk – hozzávetőlegesen a 18-19. század szintjén. Ha az összes mágnes most eltűnne, azonnal elveszítenénk az áramot – csak olyan források maradnának, mint az akkumulátorok és az elemek. Valójában minden áramgenerátor tervezésénél a legfontosabb a mágnes. És ne gondolja, hogy autója az akkumulátorról indul – az önindító is egy villanymotor, ahol a legfontosabb a mágnes. Igen, lehet élni mágnesek nélkül, de úgy kell élni, ahogy őseink éltek 100 évvel ezelőtt vagy még régebben...

Még az ókori Kínában is figyelmet fordítottak egyes fémek vonzó tulajdonságaira. 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 többek között nagy mennyiségű fém emelésére és szállítására. Ezeknek az anyagoknak a tulajdonságait a mindennapi életben is használják - sokan ismerik a gyermekek tanítására szolgáló mágneskártyákat és betűket. Hogy milyen mágnesek vannak, hol használják, mi az a neodímium, ez a szöveg elárulja.

A mágnesek típusai

BAN BEN modern világ Az általuk létrehozott mágneses mező típusa alapján három fő kategóriába sorolhatók:

• állandó, ezekkel rendelkező természetes anyagból áll fizikai tulajdonságok például neodímium;
• ideiglenes, amelyek rendelkeznek ezekkel a tulajdonságokkal a mágneses tér hatásmezejében;
• 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 vassal és bórral ötvözetben (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB);
• szamárium-kobalt ötvözetek, amelyek mágneses jellemzői hasonlóak a neodímiumhoz, ugyanakkor szélesebb hőmérséklet-tartományban alkalmazhatók (SmCo);
• Alnico ötvözet, más néven UNDC, ezt az ötvözetet magas korrózióállóság és 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 termékek, átlagos minőségűek. Általában vas-oxid ötvözete stronciummal és bárium-ferrittel. A mágnes stabil működéséhez szükséges hőmérsékleti tartomány 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 állandóak közül, ugyanakkor meglehetősen törékenyek és nem ellenállnak a korróziónak; ezek az ötvözetek a 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.

Használatuknak csak a hőmérsékleti tartomány alsó határa szab határt, a leghőállóbb márkájú neodímium mágneseknél ez 140°C, míg a kevésbé ellenállók 80 fok feletti hőmérsékleten tönkremennek.

Szamárium-kobalt ötvözetek

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 kobalt (37-40%) porötvözet alumínium és nikkel hozzáadásával szintén jó teljesítményjellemzőkkel rendelkezik, amellett, hogy képes megőrizni mágneses tulajdonságait 550 °C-ig. Az övék 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 tudományos területen való felhasználásra. Ezenkívül titán és nióbium hozzáadása az ötvözethez segít az ötvözet kényszerítő erejének 145-150 kA/m-re növelésében.

Mágneses műanyagok

Főleg a mindennapi életben mágneskártyák, naptárak és egyéb apróságok készítésére használják őket, a mágneses összetétel alacsonyabb koncentrációja miatt a mágneses tér jellemzői kissé csökkennek.

Ezek az állandó mágnesek fő típusai. Az elektromágnes működési elve és alkalmazása 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 egy 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 demagnetizálóval? Korábban a lemágnesezőt magnók, televíziós képcsövek lejátszófejeinek demagnetizálására és más hasonló funkciók elvégzésére használták. Manapság gyakran használják kissé illegális célokra, a mérőórák lemágnesezésére, miután mágnest használtak rájuk. Ezenkívül ezt az eszközt lehet és kell használni a maradék mágneses mezők eltávolítására a műszerekből.

A demagnetizáló általában egy közönséges tekercsből áll, más szóval ez a készülék a tervezést tekintve teljesen lemásolja az 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 mérő „csavarására” illegális, és bírságot von maga után. A lemágnesező helytelen használata a készülék teljes lemágnesezéséhez és meghibásodásához vezethet.

Saját mágnes készítése

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

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

Vezérlő- és automatizálási rendszerek elemeinek és eszközeinek létrehozásához használják őket mágneses anyag s, amely főként a következő követelményeket támasztja:

1. Az anyagot konstans térerő vagy unipoláris térimpulzus hatására könnyen mágnesezhetjük, váltakozó térben pedig könnyen újramágnesezhetjük, a hiszterézis hurok kis H C és nagy m érték mellett elég szűk legyen. Az ilyen követelmények lehetővé teszik az elektromágneses elemek érzékenységének növelését.

2. Az anyagoknak nagy B S telítési indukciós értékkel kell rendelkezniük, azaz. biztosítsa a nagy mágneses fluxus behatolását egy megfelelő keresztmetszetű magba. Ennek a követelménynek a teljesítése lehetővé teszi, hogy a készülék legkisebb méreteit és súlyát kapjuk, és ha a méretek megadásra kerülnek, akkor a legnagyobb teljesítményt vagy feszültséget a készülék kimenetén.

3. Változó mágneses térben végzett munka során az anyag költsége legyen a legalacsonyabb, ami örvényáramot, mágneses viszkozitást és hiszterézist képez, mert ezek határozzák meg a mag és a készülék üzemi hőmérsékletét. Csökkentésük nemcsak a készülék hatásfokát növeli, hanem olyan elemek létrehozását is lehetővé teszi, amelyek magasabb frekvencián (400, 500, 1000 Hz és több) működnek, és lényegesen nagyobb sebességgel, kisebb méretekkel és tömeggel rendelkeznek, mint a tápellátással működő elemek. 50 Hz ipari frekvenciájú feszültség.

Az egyes elektromágneses eszközökben használt mágneses anyagokra vonatkozó felsorolt ​​alapkövetelményeken túlmenően speciális követelmények is vannak meghatározva.

Tehát a hőmérsékleti stabilitás javítása érdekében (a mágneses tulajdonságok állandósága a hőmérséklet változásakor környezet) fontos, hogy az anyag Curie-pontja minél magasabb legyen.

Minél közelebb van az egységhez az anyag négyszögletességi együtthatója, a kimeneti jel lineáris függése a bemeneti jeltől, annál könnyebben felismerhető a jelek digitális eszközökben.

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

A mágneses anyagok kemény mágneses anyagokra oszthatók, amelynek Hc intenzitása tíz és száz amper centiméterenként és lágymágneses, Hc intenzitása centiméterenként tized és század amper. Az állandó mágnesek készítéséhez kemény mágneses anyagokat használnak, lágy mágneses - olyan elemek gyártásához, amelyekben a mezőt a tekercseken áthaladó áramok hozzák létre.

Az ACS elemek és eszközök létrehozásához elsősorban ezeket használják lágy mágneses anyagok. Mágneses kemény por anyagokat tartalmaznak a mágnesszalagokat és lemezeket fedő ferolacsok.

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

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

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

A 16YUKH és 16YUM zalizoalumíniumötvözetek, amelyek 16% alumíniumot tartalmaznak, mágneses tulajdonságaiban nem rosszabbak a permalloynál, 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 zúzzák, és meghatározott arányban összekeverik. A kapott keverékből 10-30 kN/cm2 (1-3 t/cm2) nyomással a szükséges méretű és konfigurációjú mágneses magokat préselik, és 1200-1400 °C hőmérsékleten elégetik. A kész szürkésfekete mágneses a 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 fém ferromágneseké, ami gyakorlatilag kiküszöböli az örvényáramot. Ez lehetővé teszi a ferritek mágnesezését több száz kilohertz frekvenciával, és biztosítja a modern vezérlő- és számítástechnikai gépek nagy sebességét. A legelterjedtebb magnézium-mangán ferritek a VT minőségűek (1,3 VT, 0,16 VT stb.) Viszonylag alacsony Curie-pontjuk van (140 - 300 °C), ami meghatározza jelentős változás mágneses paramétereik hevítéskor. A lítium alapú ferritek, amelyek Curie-pontja 630 °C, lényegesen jobb hőmérsékleti jellemzőkkel rendelkezik. A biferiteket széles körben használják digitális eszközök mágneses áramköreihez; vannak ferritek két fémmel, például magnézium-mangán vagy lítium-nátrium ferritek, valamint poliferitek, amelyek három vagy több ferrit szilárd oldatai.

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

— Állandó mágnesek gyártásához;

— Információk rögzítéséhez (például hangrögzítéshez).

A mágnesesen kemény anyagok tulajdonságainak értékelésekor jelentősek lehetnek a mechanikai tulajdonságok (szilárdság), az anyag gyártási folyamat közbeni megmunkálhatósága, valamint a sűrűség, az elektromos ellenállás stb. .

Az állandó mágnesek legfontosabb anyagai a Fe-Ni-Al ötvözetek. Ezen ötvözetek erősen koercitív állapotának kialakulásában a diszperziós keményedés mechanizmusa játszik nagy szerepet.

Az ilyen anyagok nagy koercitív értékkel bírnak, mivel 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 leggyakoribb ötvözetek a rézzel és kobalttal ötvözettek. A több mint 15% Co-t tartalmazó, magas kobalttartalmú ötvözetek jellemzően 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. a mágneses jellemzők növekedése csak a térhatás irányában következik be, 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 kristályos szerkezetet az ötvözet speciális hűtési körülményei révén nyerik el.

Íme rövid ajánlások az ötvözetminőségek kiválasztásához. Kobaltmentes ötvözetek (UND stb.). 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 stb.) magas mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek a mágneses textúra irányában, technológiailag jól fejlettek és széles körben használatosak.

Irányított kristályosítású ötvözetek, például YuN13DK25BA stb., amelyek a legnagyobb W max-mal rendelkeznek, és ezért a mágneses rendszerek legkisebb tömegét és méretét biztosítják.

Nyitott rendszer esetén a legmagasabb Hc-vel rendelkező ötvözetek használatosak, például a YUNDK35T5 titánötvözet.

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; jobb mechanikai tulajdonságok.

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

Por mágnesek. A porkohászati ​​módszerekkel előállított mágnesek fémkerámiára, fémműanyagra és oxidra oszthatók.

Az első két csoportnak fizikai folyamatok A nagy koercitív állapot kialakulása ugyanazoktól az okoktól függ, mint a monolit mágneseknél, a másik két csoport esetében a nagy koercitív tulajdonságok eléréséhez szükséges feltétel egy bizonyos fokú diszperzióra földelt állapot, amely egy-egy- domain struktúra.

A kerámia-fém mágneseket fémporokból állítják elő, sajtolással, megkötő anyag nélkül, és szinterezéssel magas hőmérsékletű. Mágneses tulajdonságaikat tekintve csak valamivel rosszabbak az öntött mágneseknél, de drágábbak, mint mások.

A fém-műanyag mágneseket a fémkerámia mágnesekhez hasonlóan fémporokból állítják elő, de szigetelő kötőanyaggal összepréselik és alacsony hőmérsékletre hevítik, amely 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 kobalt ferrit alapú mágnesek.

Bárium mágnesek. Az ipar a báriummágnesek két csoportját állítja elő: izotróp (BI) és anizotróp (BA).

Az öntött mágnesekhez képest a báriummágnesek nagyon nagy koercitív erővel és alacsony maradék indukcióval rendelkeznek. A báriummágnesek 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 UNDC24-es mágnesek.

A báriummágnesek hátrányai közé tartoznak a rossz mechanikai tulajdonságok (nagy törékenység és keménység), és ami a legfontosabb, a mágneses tulajdonságok nagyobb függése a hőmérséklettől. A báriummágnesek TC Br maradék mágneses indukciójának hőmérsékleti együtthatója körülbelül 10-szer nagyobb, mint az öntött mágnesek TC Br hőmérsékleti együtthatója. Ezenkívül a báriummágnesek visszafordíthatatlanok tulajdonságai a hűtés során, azaz. 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 edzett acél mikroszerkezetének típusa. A martenzit kialakulását jelentős térfogatváltozások, nagy belső rácsfeszültségek keletkezése és nagy koercitív erőértékek megjelenése kíséri.

A martenzites acélokat korábban kezdték használni állandó mágnesek gyártására, mint más anyagokat. 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 nagy megmunkálhatósági tulajdonságokkal rendelkeznek. Jól bélyegezve, ollóval vágva, fémvágó gépeken dolgozzák fel. A plasztikusan deformálható ötvözetek felhasználhatók szalagok, lemezek, lemezek, huzalok készítésére. Bizonyos esetekben (összetett konfigurációjú kisméretű mágnesek gyártásánál) célszerű fémkerámia 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 vikaloy (Co-V). A Kunife ötvözetek anizotróp, hengerlési irányban mágnesezettek, és gyakran vékony huzal és bélyegzés formájában használják. A Vikaloyt a legkisebb bonyolult vagy áttört konfigurációjú mágnesek gyártására, 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 őket. A fémkerámia technológiát széles körben használják a mágnesek gyártása során ebbe a csoportba tartozó összes ötvözetből.

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 a magas költségük korlátozza. BAN BEN Utóbbi időben megjelentek a gumi alapú mágnesek. Bármilyen formájúak lehetnek, amit a gumitechnológia lehetővé tesz - zsinórok, hosszú csíkok, lapok stb. Az ilyen anyag könnyen vágható ollóval, bélyegezhető, hajlítható és csavarható. Ismeretes, hogy a „mágneses gumit” használják mágneses memóriabetűként a számítógépekhez, mágnesként a televízió eltérítési rendszereihez, mágnesként korrekcióhoz stb.

Az elasztikus mágnesek gumiból és kemény mágneses anyagok finom porából készülnek (töltőanyag). A bárium-ferritet leggyakrabban töltőanyagként használják.

Anyagok mágnesszalagokhoz. A mágnesszalagok mágneses adathordozót jelentenek. A legelterjedtebbek a rozsdamentes acélból készült tömör fém szalagok, a bimetál szalagok és a műanyag alapú szalagok por munkaréteggel. A tömör fémszalagokat főleg speciális célokra és széles hőmérséklet-tartományban történő munkavégzésre használják; A műanyag alapú szalagokat szélesebb körben használják. A mágneses adathordozó fő célja, hogy a reprodukált fej felületén mágneses mezőt hozzon létre, amelynek erőssége (a szalag húzásakor) idővel ugyanúgy változik, mint a rögzítés alatt álló jel. A mágneses porral bevont szalagok tulajdonságai nem csak a kiindulási anyagok tulajdonságaitól függenek, hanem a részecskék őrlésének mértékétől, a munkarétegben lévő mágneses anyag térfogatsűrűségétől, a részecskék orientációjától is, ha van alakjuk. 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 követelményeket támasztanak: az önlemágnesezés csökkentésére magasabb lehetséges H c értékre van szükség (legalább 24 kA / m), a rekord törlésének megkönnyítésére pedig egy kis H c kívánatos. A nagy maradék mágnesezettség és az önlemágnesezés minimális érzékenysége követelményei a legjobb mód akkor teljesülnek, ha a mágnesezési hiszterézis hurok szakasza téglalap alakú, azaz. kívánatos, hogy rendelkezzen maximális érték konvexitási együttható. A hőmérséklet és a szalaganyag mágneses tulajdonságaiban bekövetkező egyéb változásoknak minimálisnak kell lenniük.

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

A háztartási műanyag alapú szalagok főként A2601-6 (6-os típus - stúdiómagnókhoz) és A4402 - 6 (10-es típus - háztartási és riporterek) típusúak. A GOST-nak megfelelően a szalagok megjelölésénél a következőket használják: az első elem - a betűindex - a szalag célját jelzi: A - hangfelvétel, T - videofelvétel, B - Informatika, És - pontos jelölés: a második elem egy digitális index (0-tól 9-ig), az alapanyagot jelzi: 2 - diacetilcellulóz, 3 - triacetilcellulóz, 4 - polietilén-tereftalag (lavsan), a harmadik elem egy digitális index (tól 0-9) a szalag vastagságát jelenti:
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 fejlesztési számot jelenti; az ötödik elem a szalag névleges szélességének számértéke milliméterben. Az ötödik elem után egy további betűindexnek kell lennie: P - perforált szalagokhoz; P - a rádióműsorszórásban 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), amely tű alakú, körülbelül 0,4 μm részecskehosszúságú, és a hossz-átmérő aránya körülbelül három. A port (g-Fe 2 O 3) a magnetit (vas-ferrit) FeO × Fe 2 O 3 oxidációjával állítják elő, levegőn 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 adalékokból áll, amelyek elősegítik a porszemcsék nedvesítését és elválasztását, valamint csökkentik a munkaréteg koptatóképességét.

Ha a szalag gyártási folyamatában részecske alakú anizotrópiájú porokat (például tű alakú g-Fe) használunk, a lebenyek egy bizonyos módon orientálódnak a rájuk gyakorolt ​​mágneses mező hatására. A szalag végső feldolgozása kalanderezésből és polírozásból áll a felület minőségének javítása érdekében.

A 6-os típusú szalag biztosítja jó minőség hang rögzítése és lejátszása professzionális berendezésekben 19,05 cm/s sebességgel, háztartási magnókban pedig 9,53 és 4,75 cm/s sebességgel.

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

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

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

A vizsgált mágneses anyagok fő csoportjain kívül másokat is használnak a technológiában, amelyek alkalmazási köre korlátozott.

Termomágneses anyagok. A termomágnesesek olyan anyagok, amelyeknél a mágneses indukció (pontosabban a telítési mágnesezettség, mert általában a termomágneses anyag telítési módban működik) jelentős mértékben függ a hőmérséklettől egy bizonyos tartományban (a legtöbb esetben +60 ¸ -60 0 C). A termomágneses anyagokat főleg mágneses söntként vagy kiegészítő támasztékként használják. Az ilyen elemek mágneses áramkörökbe való beépítése lehetővé teszi a hőmérsékleti hibák kompenzálását vagy a légrés mágneses indukciójának adott törvény szerinti változásának biztosítását (hőszabályozás).

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

Magnetosztriktív anyagként nikkelt, permendurt (Fe-Co ötvözetek, amelyek 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). A H osztályú nikkelt jellemzően 0,1 mm vastagságú, merev, nem égetett szalag formájában használják. Vágás után a lemezeket levegőn 800 o C-on 15-25 percig tartó melegítéssel oxidálják. Az így képződött oxidfilm a lemezek elektromos szigetelésére szolgál a köteg összeállítása során. A nikkel magas korróziógátló tulajdonságokkal és alacsony hőmérsékleti rugalmassági együtthatóval rendelkezik.

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

Magas telítési indukciós ötvözetek. Az elterjedt anyagok közül a vasnak a legnagyobb az indukciója (»2,1 T).

Azokban az esetekben, ahol a legmagasabb követelményeket a készülék méreteire, tömegére és áramlási méretére támasztják, nagy alkoholtartalmú ötvözeteket használnak, amelyekben a telítési indukció eléri a 2,43 T-t, ami 15 tömeg- és térfogat megtakarítást tesz lehetővé a vashoz képest. -20% . A gyakorlatban 30-51% Co-t és 1,5-2,0% V-t tartalmazó ötvözetek használatosak, ami javítja az ötvözetek technológiai tulajdonságait és hideg állapotú feldolgozhatóságát. Ezeket az ötvözeteket permendurnak nevezik.

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

Magas telítési indukciós értéke mellett a permendur jelentős reverzibilis permeabilitással rendelkezik, ami különösen értékessé teszi telefonmembránok anyagaként. A permendur hátrányai: alacsony r elektromos ellenállás, magas költség, valamint kobalt és vanádium hiánya. A Permendurt állandó mágneses mezőben vagy gyenge váltakozó mezőben használják, állandó mágnesezettséggel. Az ebbe a csoportba tartozó anyagok közül a szabványosított ötvözet 50 KF (49,0-51% Co; 1,5-2,0% V). Az ötvözet telítési indukciója legalább 2,35 T és q = 980 °C.

A magas kobalttartalmú ötvözetek előnye a műszakilag tiszta vashoz képest 1,0 Tesla feletti mágneses indukciónál érezhető. A mágneses permeabilitási értékek különbsége körülbelül 1,8 T mágneses indukciós értéknél éri el a maximumot, míg a kobaltötvözetek permeabilitása több tízszer nagyobb, mint a lágyvas fajták permeabilitása.

Vasyura A.S. — „Automatizálási vezérlőrendszerek elemei és berendezései” könyv

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

Játékokban használják, Háztartási gépekés több száz dolog, ami otthon van. A mágneseket főként olyan iparágakban használják, mint a bányászat és a bányászat, a kerámia-, műanyag- és üveggyártás, és sok más.

A mágnesek többféle formában, méretben és erősségűek lehetnek. Két fő típusú mágnesre oszthatók:

• Ember alkotta mágnesek
• Természetes mágnesek.

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

Az emberek olyan szintetikus mágneseket készítettek, amelyek erősebbek a természeteseknél, fémötvözetekből készülnek. A mesterséges mágneseket több ezer célra használják, erősségük és mágneses tulajdonságaik eltérőek.

Az alábbiakban háromféle mesterséges mágnes található:

• Állandó mágnesek
• Ideiglenes mágnesek

Állandó mágnesek

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

Ennek az az oka, hogy a mágnesek olyan anyagokból készülnek, amelyek atomokat és molekulákat tartalmaznak, amelyek mágneses mezői egymást erősítik. Bizonyos meghatározott körülmények között azonban ezek a mágnesek elveszíthetik mágneses tulajdonságaikat, például sokk hatására.

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

Az állandó mágnesek néhány általános típusa:

• Kerámiai
• Alnico mágnesek
• Szamárium-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 készülnek. 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 (hunium), nikkel (kel), co (balt). Az Alnico mágnesek nagyon erősek, és különféle kísérletekben a kerámia mágnesek helyettesítésére szolgálnak, mivel stabilabbak és jobban ellenállnak a lemágnesezésnek. Ezek azonban drágábbak.

Szamárium-kobalt mágnesek

A ritkaföldfém mágnesek kategóriájába tartoznak. Ezek a mágnesek nagyon nagy mágneses szilárdsággal rendelkeznek, és nagyon ellenállnak a lemágnesezésnek és az oxidációnak. Nagyon drágák, és nagy mágnesességet és stabilitást igénylő célokra 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 több méteres fémlemezt képes felemelni. 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.

Nehéz fémközépből áll, huzaltekerccsel. Amikor az áram áthalad a vezetékeken, mágneses mező jön létre, amely viszont mágnesezi a fémmagot.

A mágnes polaritása megváltoztatható az átfolyó áram nagyságának és irányának változtatásával. Széles körben használják televíziókban, rádiókban, videokazettákban, számítógépekben, monitorokban stb.