Category Archives: Материалы для магнитных головок

Сплав 16Х новая технология

Сплав 16Х новая технология

Имеет высокую температуру Кюри (~973 К) и обладает хорошей температурной стабильностью магнитных свойств в интервале температур 77— 573 К.

Высокой коррозионной стойкостью в условиях повышенной влажности, воздействия инея и росы, соляного тумана и ряда других агрессивных сред обладают ферриты, широко применяемые  для   различных   элементов радиоаппаратуры и приборостроения — катушек  индуктивностей, твердотельных ферритовых СВЧ-приборов и т. п. Указанные среды не оказывают существенного влияния на ферриты, имеющие незначительную пористость (<5%), а также на ферриты, для которых величины удельного электросопротивления р, диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь tg бе несущественны. К таким ферритам относятся ферриты с ППГ и магнитножесткие ферриты, параметры которых не изменяются даже при погружении их в воду. Однако при значительной величине открытой пористости (>>5%) для ферритов с высокими значениями удельного электросопротивления (выше, чем у воды), низкими значениями диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, работающих в диапазоне высоких и сверхвысоких частот, увлажнение представляет серьезную опасность. Это связано с изменением на 1—2 порядка величины tg бе уже при незначительном увлажнении, что влечет за собой изменение параметров ферритов, которые сильно зависят от удельного электросопротивления, диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.

Температурный гистерезис

Изменение времени жизни неосновных носителей заряда после термообработки

Имеются веские доказательства для такого объяснения. В самом деле, путем исследования температурной зависимости временем жизни определено положение энергетических уровней термических центров рекомбинации в запрещенной зоне германия. В области температур примесной проводимости время жизни экспоненциально возрастает с температурой по закону

Экспериментально определяют зависимость т= =f(/T) с учетом поправки на Т

Обязательные свойства материала для прокладок

Обязательные свойства материала для прокладок

Для прокладок используют электропроводящие и изоляционные материалы. Для рабочих зазоров применяют оба материала, а для дополнительных зазоров — только изоляционные. К наиболее применимым электро-

проводящим материалам относятся серебро, медь, бронза, сталь 40ХНЮ, к изоляционным — слюда, лавсан, стекло, моноокись кремния.

Недостаток проводящих   прокладок — дополнительные потери мощности из-за вихревых токов.

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ

НА ОСНОВЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В связи с широким применением постоянных магнитов в современной технике ведутся интенсивные поиски новых высококоэрцитивных материалов. К ним относятся прежде всего химические соединения редкоземельных элементов (РЗЭ) с кобальтом [SmCos, Sm2(Co, Fe)i7 и др.]. Магниты на базе этих соединений все чаще используют как источники постоянного магнитного поля в измерительных приборах, аппаратах магнитной записи, ЭВМ, магнитных линзах электронных микроскопов, лампах бегущей волны, гироскопах, акселерометрах, акустических системах, двигателях коррекции, магнитных часах и др.

Наличие когерентной решётки

Наличие когерентной решётки

При наличии когерентности решеток новой и матричной фаз изменение свободной энергии системы определяется слагаемыми &FV и AFE, a AFS можно пренебречь, так как ее величина мала.   Так, поверхностная энергия двойниковой границы, которая, является примером полностью когерентной  поверхности    раздела,    составляет обычно сотые доли поверхностной энергии «средней» высокоугловой  границы.  Например, удельная поверхностная энергия когерентной двойниковой    границы между мартенситом и аустенитом в стали равна 240 Дж/м2, а энергия  поверхности  раздела   (некогерентная  граница) между ферритом и цементитом составляет 13 500 Дж/м2. При отсутствии когерентности решеток старой и новой фаз AFE стремится к нулю вследствие    релаксации упругих напряжений на межфазных границах, и изменение свободной энергии системы определяется в выражении (10.1) слагаемыми AFV и AFg.

В то же время рост кристаллов мартенсита практически прекращается с нарушением когерентности. По мере роста мар-тенситного кристалла на его границе увеличивается упругая энергия деформации, пока не будет достигнут предел текучести, что приведет к замене когерентной границы на полукогерентную, а затем и полностью некогерентную. Когерентный рост кристаллов мартенсита нарушается и на границах исходных зерен матричной фазы, так как этим границам свойственно неупорядоченное расположение атомов. Для роста кристалла в условиях неупорядоченности требуются значительно большие смещения атомов по сравнению с его ростом при-наличии двойниковой границы между фазами. При низких температурах фазового превращения большие смещения атомов невозможны.

Пермаллоевые сплавы

Пермаллоевые сплавы

Рассмотренные выше пермаллоевые сплавы с наименьшей чувствительностью к облучению имеют высокую радиационную стойкость вплоть до 200° С.

Среди других типов магнитномягких сплавов высокую стойкость к облучению быстрыми нейтронами при температурах до 100° С имеют сплавы 49КФ, 16ЮХ и трансформаторная сталь, а при 100—300° С — сплав 12Ю (табл. 12).

При облучении магнитномягких сплавов тяжелыми заряженными частицами (протонами, дейтронами и др.) с энергией 104—107 эВ, а также р-частицами и 7_кван_ тами с энергией 105—107 эВ при температурах выше 50° С качественная картина изменения магнитных свойств имеет тот же характер, что и в рассмотренном выше случае бомбардировки "быстрыми нейтронами, однако эффективность по дозе облучения в случае |3-ча-стиц и у-квантов примерно на два порядка ниже. Бомбардировка (3-частицами и у-квантами при температурах ниже 50° С приводит к изменению магнитных свойств, но не непосредственно при облучении, а при последующем нагреве до 50—100° С.

Бомбардировка медленными нейтронами оказывает слабое влияние на магнитные свойства сплавов.

Коррозионностойкие магнитные сплавы

Коррозионностойкие магнитные сплавы

Коррозионностойкие магнитномягкие сплавы используют в качестве магнитопроводов различных систем управления, якорей и электромагнитов магнитопроводов, пневматических, электропневматических, электромагнитных и гидравлических клапанов и различных запирающих устройств, деталей электрических машин и других-магнитных деталей авиационного приборостроения, работающих без защитных покрытий в условиях высокой влажности и температуры, в морской воде и некоторых кислых средах.

Наиболее широкое применение для этих целей получили никелькобальтовый сплав 36КНМ (0,03%- С; 36% Со; 22% Ni; 3% Mo; ост. Fe) и сталь ферритного класса 16Х (0,015% С; 16% Сг; ост. Fe). Оба сплава имеют структуру однофазных твердых растворов: сплав 36КНМ — у-твердый раствор с г. ц. к. решеткой и сплав 16Х — а-твердый раствор с о. ц. к. решеткой.

Сплав 36КНМ коррозионностоек в морской воде (скорость коррозии составляет мм/год) и применяется главным образом для деталей, работающих в морском тумане.

Сплав 16Х обладает высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе в среде повышенной влажности (до 98%), в тропических условиях, при воздействии инея и росы, в морском тумане, бидистилляте воды при температурах до 200° С и давлении до 19,62 МПа, жидкой и газообразной фазе продукта «меланж», растворе едкого кали при температуре до 110 °С и в присутствии кислорода. Скорость коррозии сплава 16Х в названных средах мала— 0,001 — 0,003 мм/год, что позволяет применять его для изготовления деталей, работающих при высокой влажности, в бидистилляте воды и аммиака при обычных и повышенных температурах и давлении, а также кислотных, окислительных и других агрессивных средах.

Для работы в этих средах сплав 16Х используют вместо нержавеющих сталей марок 0X13, 1X13, 17Х и низкоуглеродистых        электротехнических

сталей марок «Э».

Форма и дисперсность новой фазы

Форма и дисперсность новой фазы

Определяются совместным действием упругой и граничной энергий. Минимальная упругая энергия соответствует частицам пластинчатой формы, минимальная граничная энергия-частицам сферической формы, так как сфера при том же объеме имеет минимальную поверхность.

Величина AFE состоит из двух слагаемых, одно из которых / связано со сдвигом при превращении, другое q — с изменением объема. Если представить кристалл мартенсита в виде эллиптического цилиндра с диаметрами поперечного сечения а и Ъ {а~>Ь) и длиной, равной единице, to-AFe, отнесенная к единице объема, равна

Суть термоупругого мартенситного превращения заключается в следующем. Связанное с ростом кристаллов мартенсита увеличение энергии упругой деформации &FE и уменьшение свободной химической энергии A/v могут на определенном этапе превращения при достижении определенной температуры привести к равенству /S.Fv=^Fe еще до нарушения когерентности матричной и новой фаз. Тогда результирующая движущая сила превращения AF становится равной нулю, и превращение прекращается. Устанавливается равновесие между фазами. Это равновесие является термоупругим, так как оно смещается в зависимости от температуры. При понижении температуры. Д/V становится больше AFE, и кристаллы мартенсита начинают вновь расти до установления нового равновесия. При повышении температуры А/гу<Л/7е и кристаллы новой фазы сокращаются, что приводит к уменьшению AFE, пока вновь не установится равенство AFV=AFE.

Характеристики сплавов с эффектом «памяти механической формы»

Характеристики сплавов с эффектом «памяти механической формы»

Наиболее известные сплавы с эффектом ПМФ, а также температуры прямого и обратного мартенситных превращений с целью придания эффекта ПМФ приведены в табл. 13.

Эффект ПМФ сильнее всего проявляется в сплаве Ti—Ni (никелид титана). Максимальное значение эффекта достигается при-ц i oc                                       > стехиометрическом составе. Температуры прямого и обратного мартенситных превращений в сильной степени меняются при отклонениях от стехио-метрического состава (рис. 57), т. е. эффект ПМФ существует в очень узком интервале концентраций. Температуру Ма существенно понижает термоциклирование в интервале температур мар-тенситного превращения, т. е. его влияние можно сравнить с влиянием деформации на превращение. Мартенситные пластины с увеличением количества термоциклов становятся меньше, т. е. формируется более тонкая двойниковая структура мартенсита (рис. 58). Изменение объема при мартенситном превращении составляет AV= (0,6+0,2) %. Температурный интервал придания эффекта ПМФ равен 550—600° С. При этих температурах релаксируют упругие напряжения, исчезают двойники деформации, материал пластичен и мало окисляется на воздухе.

Основные свойства никелида титана , следующие: температура плавления 1250—1310° С; плотность 6440 кг/ /м3;    удельное    электрическое    сопротивление р=65+

тепла антеннах космических кораблей. Предполагается использовать никелид титана в качестве материала орбитального радиотелескопа диаметром 1,8 км.

Бомбардировка быстрыми нетронами

Бомбардировка быстрыми нетронами

Наиболее существенное влияние на магнитные свойства сплавов оказывает бомбардировка быстрыми нейтронами (бн) с энергией 105—107 эВ. В табл. 12 приведена радиационная стойкость ряда магнитномягких сплавов в двух температурных интервалах при облучении .быстрыми нейтронами при отсутствии внешнего магнитного поля.

Наибольшей чувствительностью при облучении быстрыми нейтронами обладают высокопроницаемые пермал-лоевые сплавы 79НМ, 80НМ, 77НМЮ и др. в виде ленты толщиной ^=0,05 мм. Резкое ухудшение магнитных –свойств наблюдается уже при дозах облучения 1014— —1015 бн/см2. При этом изменение свойств пермаллоевых сплавов тем больше, чем выше их исходный уровень. Коэрцитивная сила является радиационно более чувствительным параметром, чем намагниченность, так как она более чувствительна к возникающим при облучении структурным дефектам (точечные и тепловые дефекты, уменьшение размеров зерен, увеличение суммарной протяженности их границ, образование дислокационных петель и структурных упругих зон- вокруг дефектов . и т.д.), которые затормаживают смещение границ доменов при намагничивании. Характер изменения свойств при облучении во внеш; нем магнитном поле неоднозначен. Это связано с тем, что наряду с дестабилизацией структуры вследствие возникновения радиационных дефектов, как правило, имеют место и обратные процессы — стабилизации структуры, являющиеся результатом накопления вакансий и ускорения диффузионных процессов, особенно в случае температурной активации. Какой из этих процессов преобладает, тот и определяет характер изменения свойств. Так, при облучении малыми дозами при температурах ^100° С наблюдается увеличение остаточной индукции Вг и магнитной проницаемости imax и падение коэрцитивной силы Нс: Однако увеличение дозы облучения приводит к обратным изменениям: imax падает, а Яс возрастает.

Эффект ПМФ

Изменение времени жизни неосновных носителей заряда после термообработки

Имеются веские доказательства для такого объяснения. В самом деле, путем исследования температурной зависимости временем жизни определено положение энергетических уровней термических центров рекомбинации в запрещенной зоне германия. В области температур примесной проводимости время жизни экспоненциально возрастает с температурой по закону

Экспериментально определяют зависимость т= =f(/T) с учетом поправки на Т