Propiedades de diversos materiales magnéticos

Los materiales magnéticos modernos se han utilizado ampliamente en nuestras vidas, como los materiales magnéticos permanentes utilizados como motores, los materiales centrales utilizados en transformadores, los discos magnetoópticos utilizados como memorias y los disquetes de grabación magnética utilizados en las computadoras. esperar. Generalmente se cree que los materiales magnéticos se refieren a sustancias que pueden producir magnetismo directa o indirectamente a partir de elementos de transición como el hierro, el cobalto, el níquel y sus aleaciones. Los materiales magnéticos se pueden dividir en materiales magnéticos blandos y materiales magnéticos duros según la dificultad de desmagnetización después de la magnetización. Hablemos del conocimiento relevante de los materiales magnéticos.

Los materiales magnéticos son sustancias fuertemente magnéticas con orden magnético. En un sentido amplio, también incluyen sustancias débilmente magnéticas y antiferromagnéticas que pueden aplicar su magnetismo y efectos magnéticos. El magnetismo es una propiedad fundamental de la materia. Las sustancias se pueden dividir en sustancias diamagnéticas, paramagnéticas, ferromagnéticas, antiferromagnéticas y ferrimagnéticas según su estructura interna y sus propiedades en un campo magnético externo. Las sustancias ferromagnéticas y ferrimagnéticas son sustancias fuertemente magnéticas, mientras que las sustancias diamagnéticas y paramagnéticas son sustancias débilmente magnéticas. Los materiales magnéticos se dividen en dos categorías según sus propiedades: metales y no metales. Los primeros incluyen principalmente acero eléctrico, aleaciones a base de níquel y aleaciones de tierras raras, mientras que los segundos incluyen principalmente materiales de ferrita. Según su uso, se dividen en materiales magnéticos blandos, materiales magnéticos permanentes y materiales magnéticos funcionales. Los materiales magnéticos funcionales incluyen principalmente materiales magnetoestrictivos, materiales de grabación magnética, materiales de magnetorresistencia, materiales de burbujas magnéticas, materiales magnetoópticos, materiales giromagnéticos y materiales de películas magnéticas. Las propiedades magnéticas básicas de los materiales magnéticos incluyen curvas de magnetización y bucles de histéresis y pérdidas magnéticas, etc. .

Propiedades de diversos materiales magnéticos:

1. Materiales magnéticos permanentes

Una vez magnetizados por un campo magnético externo, incluso bajo la acción de un campo magnético inverso considerable. Aún se puede mantener el magnetismo de parte o la mayor parte de la dirección de magnetización original. Los requisitos para este tipo de material son que la intensidad de inducción magnética residual Br sea alta, la fuerza coercitiva BHC (es decir, la capacidad de resistir la desmagnetización) sea fuerte y el producto de energía magnética (BH) del material magnético (es decir, la La energía del campo magnético proporcionada al espacio) es grande. En relación con los materiales magnéticos blandos, también se le llama material magnético duro.

Los materiales de los imanes permanentes incluyen aleaciones, ferritas y compuestos intermetálicos. ①Aleaciones: incluidas las aleaciones fundidas, sinterizadas y mecanizables. Las principales variedades de aleaciones de fundición son: AlNi(Co), FeCr(Co), FeCrMo, FeAlC, FeCo(V)(W); las aleaciones sinterizadas son: Re-Co (Re representa elementos de tierras raras), Re-Fe y AlNi); (Co ), FeCrCo, etc.; las aleaciones procesables incluyen: FeCrCo, PtCo, MnAlC, CuNiFe y AlMnAg, etc. La que tiene el BHC más bajo de estas dos últimas también se denomina material magnético semipermanente. ② Ferrita: El componente principal es MO·6Fe2O3, M representa Ba, Sr, Pb o SrCa, LaCa y otros componentes compuestos. ③Compuestos intermetálicos: representados principalmente por MnBi.

Los materiales magnéticos permanentes tienen muchos usos. ① Las aplicaciones basadas en el principio de fuerza electromagnética incluyen principalmente: altavoces, micrófonos, medidores, botones, motores, relés, sensores, interruptores, etc. ② Las aplicaciones basadas en el principio de magnetoelectricidad incluyen principalmente: tubos de electrones de microondas como magnetrones y tubos de ondas progresivas, tubos de imagen, bombas de titanio, dispositivos de ferrita de microondas, dispositivos magnetorresistivos, dispositivos Hall, etc. ③ Las aplicaciones basadas en el principio de fuerza magnética incluyen principalmente: cojinetes magnéticos, concentradores de minerales, separadores magnéticos, mandriles magnéticos, sellos magnéticos, pizarras magnéticas, juguetes, letreros, cerraduras de combinación, fotocopiadoras, controladores de temperatura, etc. Otras aplicaciones incluyen: terapia magnética, agua magnetizada, anestesia magnética, etc.

Según las necesidades de uso, los materiales de imanes permanentes pueden tener diferentes estructuras y formas. Algunos materiales también tienen propiedades isotrópicas y anisotrópicas.

2. Material magnético blando

Su función principal es la conducción magnética, conversión y transmisión de energía electromagnética. Por lo tanto, se requiere que este tipo de material tenga una alta permeabilidad magnética e intensidad de inducción magnética y, al mismo tiempo, el área del bucle de histéresis o pérdida magnética debe ser pequeña. A diferencia de los materiales magnéticos permanentes, cuanto más pequeños sean el Br y el BHC, mejor, pero cuanto mayor sea la intensidad de inducción magnética de saturación Bs, mejor.

Los materiales magnéticos blandos generalmente se pueden dividir en cuatro categorías.

①Tiras o escamas de aleaciones: FeNi(Mo), FeSi, FeAl, etc.

② Tira fina de aleación amorfa: a base de Fe, a base de Co, a base de FeNi o a base de FeNiCo, etc. con los apropiados Si, B, P y otros elementos dopantes, también conocido como vidrio magnético.

③ Medio magnético (núcleo de polvo de hierro): FeNi(Mo), FeSiAl, carbonilo de hierro y polvos de ferrita se recubren y se unen con medios aislantes eléctricos y luego se prensan y forman según sea necesario.

④ Ferrita: incluyendo tipo espinela─M++O·Fe2O3 (M++ significa NiZn, MnZn, MgZn, Li1/2Fe1/2Zn, CaZn, etc.), tipo magnetoplumbita─ Ba3Me2Fe24O41 (Me representa Co , Ni, Mg, Zn, Cu y sus componentes compuestos).

Los materiales magnéticos blandos son ampliamente utilizados, principalmente utilizados en antenas magnéticas, inductores, transformadores, cabezales magnéticos, auriculares, relés, vibradores, yugos de desviación de TV, cables, líneas de retardo, sensores, materiales de absorción de microondas, electroimanes, acelerador cavidad aceleradora de alta frecuencia, sondas de campo magnético, sustratos magnéticos, blindaje de campo magnético, recolección de energía de enfriamiento de alta frecuencia, mandriles electromagnéticos, componentes magnéticos sensibles (como materiales magnetocalóricos para interruptores), etc.

3. Materiales magnéticos de momento y materiales de registro magnético.

Se utilizan principalmente para registro de información, interruptores sin contacto, operaciones lógicas y amplificación de información. Este material se caracteriza por un bucle de histéresis rectangular.

4. Los materiales giromagnéticos

Tienen propiedades magnéticas de microondas únicas, como propiedades tensoras de permeabilidad, rotación de Faraday, absorción de vibraciones, cambio de campo, cambio de fase y efectos de birrefringencia y ondas de espín. Los dispositivos diseñados en base a esto se utilizan principalmente para la transmisión y conversión de energía de microondas. Los más utilizados incluyen aisladores, circuladores, filtros (fijos o ajustables eléctricamente), atenuadores, desfasadores, moduladores, interruptores, limitadores y líneas de retardo, etc. , así como dispositivos de ondas de superficie magnética y ondas magnetostáticas que aún están en desarrollo (ver dispositivos de ferrita de microondas). Los materiales comúnmente utilizados han formado una serie, incluidos materiales de ferrita como la serie Ni, la serie Mg, la serie Li, la serie YlG y la serie BiCaV y se pueden convertir en diferentes estructuras, como monocristal, policristalino, amorfo o película delgada, según las necesidades; del dispositivo y la forma.

5. Materiales piezomagnéticos

La característica de este tipo de material es que sufrirá deformación mecánica bajo la acción de un campo magnético externo, por lo que también se le llama material magnetoestrictivo. Su función es producir materiales magnetoacústicos o la conversión de energía magnética. Se utiliza comúnmente en cabezales vibratorios de generadores ultrasónicos, filtros mecánicos en máquinas de comunicación y líneas de retardo de señales de impulsos eléctricos. Cuando se combina con la tecnología de microondas, se pueden producir dispositivos microacústicos (o acústicos giratorios). Dado que el material de aleación tiene una alta resistencia mecánica y puede soportar vibraciones sin explotar, el cabezal vibratorio está hecho principalmente de aleaciones a base de Ni y NiCo cuando se usa con señales pequeñas, a menudo se usan ferritas a base de Ni y NiCo; Las nuevas variedades de aleaciones amorfas con fuertes propiedades piezomagnéticas son adecuadas para fabricar líneas de retardo. La producción y aplicación de materiales piezomagnéticos son mucho menores que las de los cuatro materiales anteriores.

6. Aplicación de materiales magnéticos

Los materiales magnéticos son materiales ampliamente utilizados en la ciencia y tecnología de producción, vida y defensa nacional. Como la fabricación de diversos motores y transformadores en tecnología de energía eléctrica, diversos componentes magnéticos y tubos de microondas en tecnología electrónica, filtros e inductores en tecnología de comunicaciones, minas magnéticas y pistolas electromagnéticas en tecnología de defensa nacional, diversos electrodomésticos, etc. Además, los materiales magnéticos también se han utilizado ampliamente en la exploración geológica y minera, la exploración oceánica y las nuevas tecnologías en información, energía, biología y espacio.

Los materiales magnéticos tienen una amplia gama de usos. Lo anterior es la introducción del editor a los materiales magnéticos. Espero que sea útil para todos. Si desea obtener conocimientos más relevantes, puede ir a Información de Rilong.