Технологические особенности магнитотвердых материалов и области их применения

Сейчас уже, наверное, трудно найти отрасль промышленности, в которой бы не использовались постоянные магниты и системы с постоянными магнитами.

Будь то радиотехника или СВЧ-техника, акустика или вычислительная техника, автоматика или измерительная техника, металлургия или энергетика, медицина или коммунальное хозяйство, обогащение руд цветных и черных металлов или очистка от посторонних включений — всюду мы встречаем постоянные магниты. Можно сказать, что постоянные магниты стали неотъемлемой и достаточно важной частью нашей жизни.

Двигатели и генераторы, тормозные устройства и устройства бесконтактной передачи движения, захваты и подвесы, сепараторы и дефектоскопы, системы безопасности и замки — вот далеко не полный список устройств, где успешно применяются постоянные магниты.

Магнитные системы с высокооднородным магнитным полем для магниторезонансных томографов; магниты и магнитные системы с резко неоднородным магнитным полем для магнитных сепараторов; магнитные системы с включаемым и выключаемым магнитным полем для захватов, магнитных муфт и сцеплений; магнитные системы с изменяющимся в пространстве магнитным полем для клистронов и ламп бегущей волны; магнитные системы с высокостабильным по температуре магнитным полем для вакуумных СВЧ-приборов и магнитные системы с изменяющимся при изменении температуры магнитным полем для твердотельных ферритовых СВЧ-приборов — столь разнообразные функциональные свойства магнитных систем должны обеспечить конструкторы и разработчики РЭА.

Постоянные магниты, подобно катализаторам, выступая в роли посредника, преобразуют один вид энергии в другой без потери или почти без потери своей собственной энергии. Наиболее общие категории применения постоянных магнитов следующие:

1. Преобразование механической энергии в механическую (в сепараторах, магнитных муфтах и др.)
2. Преобразование механической энергии в электрическую (в генераторах и микрофонах)
3. Преобразование электрической энергии в механическую (в моторах и динамиках)
4. Преобразование механической энергии в тепловую (в тормозных устройствах)
5. Специальные эффекты (датчики Холла, магниторезонансные томографы, СВЧ-приборах)

Труднодеформируемые сплавы

Альнико, Fe-Al-Ni-Co, Литые

Механические и магнитные свойства:
Повышенная твердость и хрупкость. Высокие магнитные свойства при магнитной и кристаллической текстуре. Удельная энергия до 40 кДж/м³
Область применения:
Крупные магниты всех назначений.
Магнитные системы измерительных приборов и дистанционных компасов.
Успокоители.
Статоры исполнительных двигателей.
Роторы тахогенераторов.
Магниты поляризованных реле.
Магнитные системы вакуумных и твердотельных СВЧ-приборов.
Роторы генераторов.
Магнитные сепараторы.
Магнитные муфты

Альнико, Fe-Al-Ni-Co, Металлокерамические

Механические и магнитные свойства:
Механическая прочность выше, чем у литых сплавов. Магнитные свойства обычно изотропные и несколько ниже, чем у литых сплавов. Удельная энергия до 16 кДж/м³
Область применения:
Мелкие магниты всех назначений.
Подвижные магниты измерительных приборов.
Магнитные системы тахометров и тахогенераторов.
Магниты поляризованных микрореле.
Роторы и статоры электродвигателей и микрогенераторов.
Магнитные муфты приборного типа.
Магнитные системы вакуумных СВЧ-приборов.

Ферритовые

Бариевые BaO(Fe₂O₃)₆

Механические и магнитные свойства:
Обладают повышенной твердостью. Очень хрупки.
Область применения:
Электрические машины.
Электронные приборы.
Магнитные системы ламп бегущей волны.
Магнетроны.

Кобальтовые СoОFе₂O₃

Механические и магнитные свойства:
Хорошие магнитные свойства за счет высокой коэрцитивной силы. Удельная энергия до 16 кДж/м³
Область применения:
Исполнительные двигатели.
Микрогенераторы

Стронциевые SrO(Fe₂O₃)₆

Область применения:
Поляризованные реле.
Аппаратура сигнализации.
Магнитные сепараторы.
Муфты.
Редукторы.

Материалы на основе редкоземельных материалов

Неодим-железо-бор, Nd-Fe-B

Механические и магнитные свойства:
Тверды, хрупки, подвержены коррозии. Рекордные магнитные свойства за счет высокой коэрцитивной силы и очень высокой остаточной намагниченности. Удельная энергия до 200 кДж/м³.
Область применения:
Двигатели.
Сепараторы.
Генератры.
Тормозные устройства.

Самарий-Кобальт, Sm-Co

Механические и магнитные свойства:
Тверды, хрупки, коррозионностойки. Хорошие магнитные свойства за счет высокой остаточной индукций и очень высокой коэрцитивной силы по намагниченности. Удельная энергия до 128 кДж/м³
Область применения:
Высокостабильные двигатели.
Датчики.
Линейные приводы.
Вакуумные СВЧ-приборы.
Твердотельные СВЧ-приборы.

Композиционные материалы

Магнитопласты

Наполнитель — альнико, феррит, редкоземельные материалы. Связующее — бакелит, эпоксидные смолы.
Наполнитель — альнико, феррит, редкоземельные материалы. Связующее — резина.

Механические и магнитные свойства:
Технология изготовления и механические свойства как у пластмасс и резины, магнитоэласты.
Область применения:
Стопоры.
Фиксаторы.
Специальные магниты для электронной техники.
Магнитные линзы.
Эластичные герметизаторы для разъемных соединений.
Подвижные магниты измерительных систем.