Розділ 6 Сучасні магнітні матеріали

6.1 Сучасні магнітні матеріали та індуктивні компоненти Vacuumschmelze

Магнітні матеріали сьогодні присутні практично у будь-який галузі техніки. Це - джерела живлення, трансформатори, фільтри придушення перешкод, лічильники електроенергії, телекомунікаційне обладнання, електродвигуни тощо. Найвідомішими матеріалами vacuumsсhmelze є vacodym, vitrovac, vitroperm.

Найпотужніші у світі постійні магніти з питомою енергією більше
400 кДж/м³ виготовляються зі сплаву vacodym. Сплав vitrovac є аморфним, а сплав vitroperm - нанокристалічним.

Формула (6.1) відображає процентний вміст цих речовин:

Т_{70 - 80}М_{30 - 20}, (6.1),

де (Т) - метали (залізо, кобальт, нікель);

(М) - металоїди (бор, вуглець, кремній).

Для додання аморфним сплавам необхідних властивостей їх кристалізація відбувається при надшвидкому охолодженні, для чого вихідний сплав із заліза, кремнію і бору розпорошується на барабан, який швидко обертається.

Нанокристалічні сплави - новий клас магнітном'яких матеріалів, серед яких найбільш відомим є vitroperm (Fe_73.5%Cu_1%Nb_3%Si_15.5%B_7%). Відмінною рисою нанокристалічних матеріалів є біфазна структура, коли в аморфній фазі знаходяться кристалічні гранули діаметром 10÷ 20 нм. Завдяки такій структурі досягається найвища магнітна проникність і найменша коерцитивна сила. Матеріал vitroperm має відносно високий питомий опір, прекрасні частотні характеристики магнітної проникності. Крім того, нанокристалічні матеріали мають високу термічну здатність навантаження (понад 120 °С). Це унікальний магнітний матеріал порівняно з пермалоями і феритами.

Застосування нанокристалічних сплавів - це електронні (статичні) лічильники електроенергії, пристрої захисного відключення (матеріал осердя - FeCuNbSiB має високу магнітну проникність і індукцію насичення), трансформатори в імпульсних перетворювачах (наприклад, синхронні джерела живлення потужністю до 40 кВт для транспорту, медицини та зварювальної техніки). Vitroperm має малий від’ємний температурний коефіцієнт втрат в осерді, що призводить до зменшення втрат на перемагнічування із зростанням температури) [5].

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Богородицкий Н.П. Электротехнические материалы / Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. - Л.: Энергия, 1977. - 352 с.

2. Журавлева Л.В. Электроматериаловедение. М.: Электротехника, 2001. - 312 с.

3. Джаманбалин К. К. Электротехнические материалы / Джаманбалин К. К., Тарабаева О.В. М.: Электротехнические материалы, - КСТУ, 2005. - 127 с.

4. Пасынков В.В. Материалы электронной техники: Учеб. для студ. вузов по спец. электронной техники. 3-е изд. / Пасынков В.В., Сорокин В.С. - СПб.: Изд-во " Лань", 2001. - 386 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература).

5. Електронний каталог Vacuumschmelze [Електронний ресурс]: база даних. — Режим доступа: https://www.vacuumschmelze.de/de/forschung-innovation.html.

6. Тимофеев И.А. Электротехнические материалы и изделия: Учебное пособие. - СПб.: Издательство " Лань", 2012. - 272.с: ил - (Учебники для вузов. специальная литература).

7. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию(5-е изд., испр.)/ Серия " Справочники". - Ростов н/Д: Феникс, 2004, - 480с.

8. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учебное пособие для студентов вузов. 2-е изд. - М.: Высшая школа, 2000. - 255с.