1tom127

5. materiałoznawstwo elektrotechniczne -256

Rys. 5.22. Przykłady krzywych odmagnesowania magnesów z materiałów obecnie produkowanych na świccie 1 Alnico 22-17 (d. oznacz. Alnico 200, Huta Baildon): 2 Aitico 12-28 (Alnico 350. Huta Baildon); 3 Alnico 42-56 (Alnico 700, Huta Baildon); 4 Ticonal 550 (Philips); 5 — Ticonal 900 (Philips); 6 FXD380 (Philips); 7 — REM 60 (Philips); 8 — RliS 160 (Philips); 9 KCTT37A (Magneton - Rosja»; 10 — MMK 8 (Magneton); 11 Koerzil 1800 (Krupp); 12    H-22A (Hitachi); 13 — H-25B (Hitachi); 14 Ugisrab 300 H (Ugiraag)

Zaczerpnięto z [5.42]

nctycznc szklą metaliczne obecnie produkowane (również w^r Polsce¹) mają postać bardzo cienkich taśm (0,03 0,05 mm) o szerokości 25-^300 mm. Stratność tych taśm przy indukcji 1,5 T i częstotliwości przemysłowej jest ok. 3-krotnie mniejsza od stratności blachy typu Hi-B.

Wadą ferromagnetycznych szkieł metalicznych jest konieczność stosowania obróbki cieplnej gotowych rdzeni w obecności pola magnetycznego. Podczas tej obróbki może występować pękanie taśm. Należy również uwzględnić metastabilność stanu szklistego i występujące w związku z tym ryzyko degradacji właściwości materiału w> warunkach eksploatacji.

Twardość szkieł metalicznych zmuszająca do stosowania niekonwencjonalnych metod cięcia taśm (np. techniką laserową) oraz konieczność poddania magnetowodu końcowej obróbce cieplnej w obecności indukowanego pola magnetycznego determinują technologię wykonywania rdzeni i powodują, żc rdzenie nie są składane, lecz zwijane. W miarę rozwoju produkcji cena taśm ze szkieł metalicznych z naniesioną izolacją ceramiczną powinna być niższa od ceny anizotropowych blach magnetycznych.

Interesujące właściwości wykazują taśmy o strukturze drobnokrystalicznej, będące w stadium badań naukowych. Pod względem indukcji nasycenia są one zbliżone do blach elektrotechnicznych, pod względem stratności do szkieł metalicznych. Cechuje je przy tym magnctostrykcja bliska zeru.

Blachy izotropowa o strukturze kostkowej (rys. 5.18b), tj. o uporządkowanej strukturze krystalicznej wg trzech prostopadłych względem siebie osi kryształu Fe nie są jeszcze wytwarzane w skali przemysłowej, mimo pozytywnych wyników laboratoryjnych sygnalizowanych już w latach siedemdziesiątych.

Tablica 5.42. Podstawowe grupy materiałów magnetycznie twardych, zaczerpnięto z [5.42]

Rodzaj materiału	Br T	T	Hc. kA/m	kA/m	kA/m	T-kA/m	7
"Ferryty izotropowe	0,19-0,23	0,09—0,19	151—127	84 60	235—190	5,6—8,0	0,25—0,285
Ferroplasly izotropowe	0.065—0.155	0.03-0,09	107 49	60—16	190	0,7 4,8	0.25—0,327
ferrvty anizotropowe	034—0,42	0.14—0.22	280—160	165 80	340-165	10—33	0,255 0,435
Ferroplasly anizotropowe	0,21-0,27	021—035	190 175	36—32	260—220	5 14	026—0,27
Stopy i spieki z proszków Fe—Al—Ni—Co izotropowe	0,41—0,9	027—0.43	80 -7	48—22,7	85—7,5	4- 19,4	032—0,47
Stop' plastyczne metali Fe—Cr—Co. Fc—Co—V, Cu—Ni—Fe, Cu—Ni—Co	0,50—1,8	0,4—1.0	45.5—2,0	24- 1,5		2,4—34	0,41-0,52
Stopy i spieki z proszków Fc—Al—Ni—Co anizotropowe	0,7—1,4	0.4—1,16	150—40	119 29	152—50,5	14—80	0,341 0,91
Stopy i spieki z proszków kobaltu i ziem rzadkich iw tym Nd—Fe—B)	0,17—U	0,35—0,5	892—600	>00—308	1194—798	128 270	0258—0,263
Kompozycje z proszków kobaltu ziem rzadkich i tworzyw sztucznych	0,45 0.54	0,15-075	355—309	250 210	1110—520	36—53	0,25 0,26

H_d — współrzędne punktu na krzywej odmagncsowania, dla którego iloczyn DH osiąga wartość maksymalną; Hfj — wartość natężenia pola odmagncsowującego. przy którym polaryzacja próbki uprzednio namagnesowanej do stanu nasycenia jest równa zeru: y — współczynnik wybrzuszenia.

17

1

Instytut Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej w skali przemysłowej uruchomił produkcję taśm Al B o składzie Fc, B, Si. Grubość taśm wynosi 0.03 mm i szerokość do 60 mm.

Przed producentami magnesów trwałych stawia się zadanie uzyskania większej gęstości energii magnetycznej, na ogół przy większym natężeniu kocrcyjnym i przy utrzymaniu pozostałości magnetycznej co najmniej na poziomie średnich wartości uzyskiwanych dla materiałów stopowych. Syntetycznie ujmując zagadnienie można wymienione żądania sprowadzić do odpowiedniego przebiegu charakterystyki odmag-nesowania. Praktycznie, przy osiągnięciu odpowiednich wartości B_r i ll_cB przebieg krzywej powinien być w maksymalnym stopniu zbliżony do przebiegu prostokątnego. Stosowanie różnych składników surowcowych przy zróżnicowanych technologiach wytwarzania materiałów powoduje, że na rynku znajduje się znaczna liczba odmian materiałów magnetycznie twardych. Różnorodność tę charakteryzują: schemat przedstawiający podział materiałów magnetycznie twardych (rys. 5.15b), zestawienie (tabl. 5.42) granicznych wartości podstawowych parametrów magnetycznych materiałów w poszczególnych grupach (obecnie produkowanych na świecie) oraz zbiór charakterystyk odmagnesowania niektórych odmian materiałów (rys. 5.22). Wbrew rozpowszechnionym opiniom oceniającym materiały o największej gęstości energii magnetycznej (a więc niektóre materiały wdrożone do produkcji w czasie ostatnich 15 lat) jako materiały najlepsze, nic można wyżej zaprezentowanych materiałów posegregować wg stopnia przydatności w poszczególnych wyrobach. Aby tego dokonać, należy uwzględnić nie tylko ich różne właściwości fizyczne, ale także ich cenę. Do istotnych wymagań stawianych materiałom magnetycznie twardym należy wreszcie zaliczyć:

—    stabilność parametrów magnetycznych w czasie i pod wpływem zmian temperatury;

—    możliwość pracy w określonym przedziale temperatur narzuconym wymogami

stawianymi wyrobom finalnym;

—    odporność na wibracje i udary mechaniczne;

—    odporność na wilgotność otaczającego powietrza;

—    łatwość obróbki mechanicznej.

Parametry magnetyczne materiałów magnetycznie twardych są na ogół podawane w katalogach w odniesieniu do temperatury +20 lub +25~Ć.

Wyznaczanie parametrów materiałów magnetycznie twardych jest możliwe przy rożnych temperaturach, dzięki znajomości współczynnika temperaturowego a_B> podawanego jednak najczęściej dla wąskiego zakresu zmian temperatury. W przypadku potrzeby określenia charakterystyk niektórych materiałów dla szerokiego zakresu zmian temperatur (np. od —40°C do +200°C) można natknąć się na poważne trudności. Wynikają °ne ze zmiany nie tylko wartości współczynnika temperaturowego w zależności od

Poradnik inżyniera elektryka tom 1