к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Магнитострикционные материалы

Магнитострикционные материалы - ферромагнитные металлы и сплавы (см. Ферромагнетик)и ферримагнитные ферриты ,обладающие хорошо выраженными магнитострикц. свойствами (см. Магнитострикция); применяются для изготовления магнито-стрикиионных преобразователей. Существуют металлич. и ферритовые M. м.

Свойства M. м. Связанные с преобразованием энергии свойства M. м. характеризуются коэф. магнитоме-ханич. связи К, магнитострикц. постоянной а и постоянной чувствительности А. Величина К равна отношению преобразованной энергии (механической или магнитной) к подводимой (соответственно магнитной или механической) без учёта потерь;3001-53.jpgопределяет чувствительность электроакустич. преобразователя в режиме излучения, а3001-54.jpg- его чувствительность в режиме приёма. Относит, магн. проницаемость 3001-55.jpg характеризует электрич. импеданс преобразователя в отсутствие механич. колебаний, к-рый необходимо учитывать при согласовании преобразователя с электрич. схемой (3001-56.jpg- соответственно амплитуды механич. напряжения, магн. индукции, магн. поля). Величины a, L, К связаны соотношениями, в к-рые входят магн. проницаемость m (в общем случае комплексная) и константа упругой податливости. Ди-намич. постоянные упругости - модуль Юнга и модуль сдвига - в комбинации с плотностью материала определяют скорость продольных p сдвиговых волн и соответственно резонансные частоты сердечников заданных размеров при заданной форме колебаний.

Эффективность преобразования, или кпд, определяется наряду с коэф. К магн. и механич. потерями. Магн. потери в M. м. обусловлены вихревыми токами, зависящими от уд. электрич. сопротивления р, и гистерезисом магнитным, косвенно определяемым величиной коэрцитивной силы Нс. Характеризуются магн. потери величиной tgb, представляющей отношение мнимой и действит. части m. Механич. потери зависят от добротности материала Q.

Динамич. характеристики M. м. сильно зависят от величины пост, поля нодмагничивания H0 (рис.). В таблице приведены динамич. характеристики основных M. м., отвечающие малым амплитудам3001-57.jpg

Зависимость К, a, m от поля подмагничивания H0 для никеля (пунктир) и пермендю-ра (сплошная линия) при малой амплитуде переменного поля.

3001-58.jpg

Температурная стабильность свойств M. м., особенно важная при использовании их в фильтрах, стабилизаторах частоты и др., тем больше, чем выше темп-pa Кюри T0. Для магнитострикц. излучателей звука большое значение имеют величина магнитострикции насыщения l s, к-рая определяет их предельную мощность в условиях значит, нагрузки, и динамич. усталостная прочность sпр, ограничивающая предельную амплитуду колебаний слабо нагруженных преобразователей. Величина l s, а также крутизна статич. кривой зависимости магнитострикции от магн. поля являются определяющими параметрами M. м. при их использовании в оптико-механич. системах, создающих управляемые статич. или НЧ-перемещения.

Из металлических M. м. наиб, употребительны никель и сплавы на его основе, а также железокобальтовые и железоалюминиевые сплавы. Их используют в поликристаллич. форме и изготавливают по обычной металлу ргич. технологии, прокатывая в виде полос толщиной 0,1-0,3 мм для уменьшения потерь на вихревые токи. В сплавах на основе никеля, напр, введением добавок кобальта, компенсируют магнитокристаллографич. анизотропию и соответственно повышают динамич. характеристики К, a, m, а также снижают потери на гистерезис, добавки же кремния или хрома повышают r и соответственно уменьшают потери на вихревые токи. Созданием кристаллич. ориентации в никеле и его сплавах (т. н. кристаллографич. текстуры) достигается увеличение l s на 20-30%. Железо-кобальтовый сплав - пермендюр - обладает большей l s и более высокими магн. и магнитострикц. константами, чем никель, благодаря чему он применяется в мощных излучателях звука. Однако этот сплав легко корродирует, отличается невысокой временной и технол. стабильностью свойств, непластичен и поэтому неудобен в обработке. Железоалюминиевые сплавы обладают достаточно высокими магнитострикц. характеристиками и электросопротивлением; их недостаток - низкая коррозионная стойкость, повыш. хрупкость, затрудняющая их механич. обработку. Электромеханич. и электроакустич. преобразователи из металлич. M. м. применяют на частотах до 20-40 кГц, практически без ограничения прочности.

Редкоземельные M. м. Особую группу металлич. M. м. составляют материалы на основе соединений редкоземельных элементов [тербия (Tb), диспрозия (Dy)] с железом. Магнитострикция их очень велика - до 10-3-10-2, однако она достигается в магн. полях, составляющих десятки и сотни кА/м. Введение компонентов, компенсирующих кристаллография, анизотропию, и создание текстуры позволяют увеличить крутизну магнитострикц. кривой и соответственно повысить динамич. характеристики материалов этого типа: у лучших составов величина К достигает 0,80 при H0 @ 10 кА/м. Получают образцы сплавов на основе редкоземельных элементов методом вытягивания из расплава или методами порошковой металлургии.

Ферритовые M. м. К ним относятся ферриты со структурой шпинели - феррит никеля и твердые растворы на его основе (включающие ферриты кобальта, цинка, меди и др. добавки) - и со структурой граната - в основном феррит-гранат иттрия (ИФГ). Ферриты-шпинели употребляют в виде поликристаллич. керамики, к-рая изготавливается из окислов (реже солей) металлов по керамич. технологии, в форме монолитных сердечников; ферриты-гранаты выращивают из расплава в виде монокристаллов.

Ферритовые M. м. практически не обладают потерями на вихревые токи и соответственно могут использоваться до весьма высоких частот. Для электроакустич. преобразователей применяют ферриты-шпинели на основе феррита никеля, к-рые обладают достаточно хорошими константами преобразования, высокой меха-нич. добротностью, коррозионной стойкостью. Однако относительно малая механич. прочность и низкие значения ls этих M. м. ограничивают предельную амплитуду излучателей звука из ферритов. Для использования в электромеханич. фильтрах, резонаторах путём модификации хим. состава созданы образцы керамич. ферритов с добротностью св. 5000 и весьма малыми температурными коэф. резонансной частоты сердечников. Они применяются на частотах от 104 до 106 Гц. В диапазоне 107-109 Гц для устройств акустоэлектро-ники используются монокристаллич. ферриты-гранаты на основе редкоземельных элементов, обладающие малыми магн. потерями и высокой механич. добротностью. Наиб, распространение среди них получил феррит-гранат иттрия, у к-рого Q ~ 107 на частоте 10 МГц, tgb ~ 0,03 на частоте 20 МГц, а Тс = 640 0C. Кристаллы ИФГ используются для линий задержки, в т. ч. с усилением сигналов на основе использования нелинейных эффектов и с взаимодействием акустич. и спиновых волн (см. Магнитоупругие волны).

Литература по магнитострикционным материалам

  1. Поpилов Л. Я., Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов, 2 изд., Л., 1971;
  2. Штраусе В., Магнитоупругие свойства иттрпевого феррита-граната, в кн.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 4, ч. Б, С, M., 1970;
  3. Cыркин Л. H., Пьезомагнитная керамика, 2 изд.,Л., 1980;
  4. Savage H. T. и др., Permeability, magnetomechanical coupling and magnetostriction in grain-oriented rare earth - iron alloys, "J. Appl. Phys.", 1979, v. 50, M 3, p. 1674;
  5. Лeнк А., Электромеханические системы, пер. с нем., M., 1982.

И. П. Голямина

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution