Магнитотвёрдые композиты
Как уже отмечалось, важнейшим недостатком основных групп магнитотвёрдых материалов является их высокая твёрдость и хрупкость. Применение же пластически деформируемых сплавов ограничено их высокой стоимостью. Очень перспективны для массового применения композиционные магнитотвердые материалы – двухфазные композиции, в которых непрерывной фазой–матрицей служит связка, а дисперсно-дискретные частицы – магнитным наполнителем. В качестве связки используются различные виды каучуков или полимеров-эластомеров (получаемые материалы в этом случае называют магнитоэластами [7,14] или магнитной резиной), а также термопластичные, реже термореактивные, полимеры (в этом случае их называют магнитопластами). В качестве магнитного наполнителя наибольшее применение получили порошки ферритов бария и стронция, реже порошки сплавов кобальта с редкоземельными элементами. Использовавшиеся ранее наполнители из порошков сплавов ЮНДК в настоящее время почти не применяются. Вследствие наличия в композиционных материалах значительного количества немагнитной фазы их магнитные свойства заметно уступают свойствам соответствующих сплавов или ферритов. Однако их преимущества заключаются в технологичности и высокой производительности процесса изготовления, возможности использования в качестве сырья отходов при производстве магнитов, возможности изготовления магнитов любой сложной (в том числе длинномерной) формы, в лёгкости обработки, гибкости и т. п. В настоящее время за рубежом выпускается большая номенклатура марок композиционных магнитотвердых материалов с различным сочетанием магнитных и механических свойств. Магниты из этих материалов широко применяются в шаговых и синхронных электродвигателях, в телевидении, в акустической аппаратуре (головные телефоны, микрофоны, звукоснимающие устройства, плоские динамики), для производства магнитных панелей, способных удерживать символы из магнитомягкого материала, для элементов при макетном проектировании, в товарах культурно-бытового и хозяйственного обихода (магнитные уплотнения холодильников, замки, ключи, игры и т.п.). В отечественной промышленности пока серийно выпускается только магнитная резина на основе порошка феррита бария, изготовляемого специально для этих целей. Магнитные параметры составляют: Br – 0,13 Тл; НсВ– 84 кА/м; Н c М – 170 кА/м; Wmax – 1,5 кДж/м3.Из такой магнитной резины изготовляются главным образом элементы уплотнения холодильников, многополюсные пластины, называемые магнитофорами, для медицинских целей. Появления более широкой номенклатуры композиционных магнитотвердых марок материалов следует ожидать в ближайшее время. Уже разработаны технологические процессы изготовления на основе ферритовых порошков магнитоэластов с Wmax< 3 кДж/м3 и магнитопластов с Wmax < 6 кДж/м 3. На основе порошков сплавов кобальта с редкоземельными элементами получены образцы с Wmax<36 кДж/м3. Технологический процесс изготовления композиционных магнитов состоит из операций изготовления порошка-наполнителя, смешения его с органической связкой, формования изделий. Ферритовые порошки, применяемые для изготовления спеченных магнитов, не могут быть использованы для композиционных магнитов вследствие дефектности, возникающей при помоле и устраняемой последующим спеканием. Поскольку композиционные материалы не подвергаются высокотемпературной обработке, необходимы бездефектные порошки с высокими исходными свойствами. Простейшим способом получения таких порошков является отжиг порошка после помола при температуре, ещё не приводящей к существенному спеканию, но достаточной для восстановления свойств феррита. Для получения анизотропных композиционных материалов требуются порошки двух видов с чешуйчатой формой частиц для получения анизотропии методами многократной прокатки (каландровый эффект) и с изометричной формой частиц для их ориентации в жидком (расплавленном) полимере магнитным полем. Соответственно, разрабатываются различные технологические процессы изготовления таких порошков. Технология получения порошков сплавов кобальта с редкоземельными элементами не отличается от технологии изготовления порошков для спеченных магнитов. Главная проблема заключается в защите готовых порошков от окисления, например, с помощью покрытий частиц слоем никеля или цинка. Кроме того, для таких порошков целесообразнее применять мишметаллы одного из редкоземельных элементов, как более дешевое сырье. Разрабатываются также методы прямого (без выплавки) получения порошков совместным восстановлением оксидов редкоземельных элементов и кобальта, например, парами металлического кальция. Технологические операции смешения выбирают в зависимости от дисперсности порошка и типа органической связки. При использовании каучуков однородности смеси добиваются многократным прокатыванием массы через валки. При использовании термореактивных полимеров в виде сухих порошков применяют смесители непрерывного или периодического действия. При использовании термопластичных полимеров смешение производится в жидкой среде. Разрабатываются также методы получения микрокапсулированных порошков, в которых частицы магнитотвердого материала покрываются слоем мономера. Количество связки при приготовлении композиции определяется дисперсностью порошка, необходимыми магнитными параметрами, методом формования и требуемыми механическими свойствами готовых магнитов. Обычно количество связки составляет (2–20) % по массе. Формование изделий из композиционных материалов осуществляется способами, разработанными для формования полимерных материалов. Применяются каландрование (прокатка), литьё под давлением, прессование, экструзия, пропитка полимером предварительно спрессованной заготовки. Если в процессе формования полимер проходит стадию расплавления, появляется возможность магнитной ориентации. Однако из-за высокой вязкости полимеров необходимы поля напряженностью не менее (800–1200) кА/м. Применяются как постоянные, так и импульсные магнитные поля. Указанные методы формования позволяют получать композиционные магнитотвердые материалы в виде листов, лент, стержней, труб, колец, дисков, пластин и изделий многих других форм.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (294)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |