Minkšti magnetiniai kompozitai
Minkštų magnetinių medžiagų storis vaidina svarbų vaidmenį mažinant sūkurinių srovių nuostolius, todėl minkštieji magnetiniai lydiniai turi būti pagaminti plono laminavimo pavidalu dinaminiam naudojimui. Jei suskaidysime kitus du minkštos magnetinės juostos matmenis, ty naudosime minkštuosius magnetinius lydinius miltelių pavidalu, sūkurinių srovių nuostoliai gali būti dar labiau sumažinti, o iš kurių pagaminti komponentai gali būti naudojami daug didesniu kiekiu. dažnius. Tokiam panaudojimui iš pradžių paruošiami lydinio milteliai (dažniausiai purškimo metodais), dalelės padengiamos izoliaciniu sluoksniu, po to milteliai sumaišomi su nedideliu kiekiu lubrikanto ir intensyviai suspaudžiami. slėgis 600-800 MPa iki galutinės formos. Minkšti magnetiniai gaminiai, pagaminti taikant tokius procesus, vadinami minkštaisiais magnetiniais kompozitais (SMC) arba miltelinėmis šerdimis. Kitas SMC privalumas yra tai, kad iš jų galima pagaminti įvairias specialios formos šerdis, kurios vargu ar gaminamos tradiciniais laminavimo krovimo metodais, o tai naudinga naujam elektromagnetinių prietaisų dizainui. Pagrindinis SMC trūkumas yra tai, kad jų pralaidumas yra palyginti mažas. Šiuo metu labiausiai paplitę SMC gaminami iš Fe, Fe-Si, Fe-Si-Al, Fe-Ni, amorfinių ir nanokristalinių lydinių ir kt.
Minkšti feritai
Visos aukščiau paminėtos minkštos magnetinės medžiagos yra metalai, todėl sūkurinės srovės efekto išvengti nepavyks. Minkštieji feritai išsiskiria tuo, kad jie yra joniniai junginiai ir jų varža yra keliomis eilėmis didesnė nei metalinių minkštųjų magnetinių medžiagų. Todėl programoms, kurių dažnis yra iki 1 MHz, minkštieji feritai yra geriausias pasirinkimas energijos nuostolių atžvilgiu. Pagrindinis minkštųjų feritų trūkumas yra tai, kad BS yra palyginti žemas. Dviejų rūšių minkštieji feritai yra Mn-Zn feritai ((Mn, Zn)Fe2O4) ir Ni-Zn feritai ((Ni, Zn)Fe2O4). Mn-Zn feritai dažniausiai naudojami žemiau 1 MHz, o Ni-Zn feritai gali būti naudojami daug aukštesniais dažniais, tačiau pastarųjų BS ir pralaidumas yra mažesni.
Geležis ir mažai anglies dioksido išskiriantis plienas
Geležis ir mažai anglies plienas gali būti labiausiai paplitusios ir pigiausios minkštos magnetinės medžiagos. Jie turi gana didelę BS vertę ~2,15 T, o tai tik prastesnė už brangius Fe-Co lydinius. Tačiau jų varža yra gana maža, o tai riboja jų naudojimą dinaminėse programose. Geležis ir mažai anglies dioksido turintis plienas paprastai naudojami statiniams / žemo dažnio reikmėms, pvz., elektromagneto šerdyje, relėse ir kai kuriuose mažos galios varikliuose, kurių medžiagų kaina yra pagrindinis rūpestis.
Geležies-silicio lydiniai
Įdėjus šiek tiek silicio į geležį, jos varža žymiai padidės, todėl yra labai naudinga slopinant sūkurinės srovės nuostolius. Nepaisant nežymaus soties įmagnetinimo ir Curie temperatūros sumažėjimo, Fe-Si lydiniai plačiai naudojami elektrinėse mašinose, veikiančiose nuo 50 Hz iki kelių šimtų Hz. Siekiant dar labiau sumažinti sūkurinių srovių nuostolius, Fe-Si lydiniai dažnai valcuojami iki plonų juostelių. Dažniausiai naudojamo Fe-Si lydinio storis yra lygus 0,35 mm arba mažesnis. Priklausomai nuo valcavimo ir terminio apdorojimo sąlygų, Fe-Si lydinys gali būti klasifikuojamas kaip grūdėtas (GO) ir neorientuotas (NO). GO Fe-Si naudojamas transformatoriams, o NO Fe-Si naudojamas elektros varikliams.
Geležies-nikelio lydiniai
Nikelio galima dėti į geležį, kad susidarytų vienodi kietieji tirpalai, kurių sudėtis yra 35 masės %. % iki 80 masės % Ni. Lydiniai, kurių sudėtis yra artima Fe20Ni80, buvo pavadinti Permalloy (šiuo metu žmonės linkę visą geležies ir nikelio lydinį, kuriame nikelio kiekis didesnis nei 35 masės %, vadinti Permalloy). Norint pagerinti Permalloy magnetines savybes, paprastai pridedama nedidelis kiekis kitų elementų, tokių kaip Mo, Cu ir Cr. Permalloy, apdorotas subtiliai reguliuojant sudėtį ir termiškai apdorojant, gali būti viena minkštiausių magnetinių medžiagų pasaulyje, kurios pralaidumas gali siekti 1 200 000. Vienas iš Permalloy trūkumų yra jų įmagnetinimas, kuris yra tik apie 0,8 T, daug mažesnis nei geležies ir Fe-Si lydinių. Sumažėjus nikelio kiekiui, BS pirmiausia padidės ir pasieks savo maksimumą – 1,6 T, kai nikelio kiekis yra maždaug 48 masės. %, tačiau pralaidumas nebus toks geras kaip lydinių, kuriuose yra daug nikelio. Geležies ir nikelio lydinys yra universaliausias magnetinis lydinys, jo magnetines savybes galima reguliuoti koreguojant sudėtį, magnetinį atkaitinimą, mechaninį valcavimą ir kt. Geležies ir nikelio lydinys taip pat pasižymi labai geru formavimu, kurį galima valcuoti iki 20 mikronų. Dėl to nikelio-geležies lydinius galima rasti įvairiose srityse, tokiose kaip magnetinio lauko ekranavimas, įžeminimo pertraukiklis, magnetiniai jutikliai, magnetinių juostų įrašymo galvutė, galios elektronika ir kt.
Geležies-kobalto lydiniai
Kobalto pridėjimas prie geležies padidins ir Curie temperatūrą, ir BS. Jei kobalto kiekis yra 33 masės % iki 50 masės %, BS gali būti net 2,4T. Nors ir ne toks minkštas kaip geležies ir nikelio lydinys, geležies ir kobalto lydiniai turi aukščiausią BS vertę tarp visų kitų magnetinių lydinių. Norėdami padidinti formuojamumą, 2 masės % vanadžio dedama į Fe50Co50 lydinį, kad jį būtų galima suvynioti iki 50 mikronų plonumo. Vanadžio pridėjimas taip pat gali padidinti geležies ir kobalto lydinio varžą. Dėl aukščiausios BS geležies ir kobalto lydiniai yra nepakeičiami tais atvejais, kai reikalingas didelis galios ir svorio santykis, pavyzdžiui, varikliuose ir transformatoriuose, naudojamuose erdvėje esančiuose įrenginiuose.
Amorfiniai ir nanokristaliniai lydiniai
Amorfiniai lydiniai, dar dažnai vadinami metaliniais stiklais, gali būti pagaminti greitai kietėjant. Amorfiniuose lydiniuose atomams nėra ilgo nuotolio tvarkos, todėl jų savitoji varža paprastai yra didelė ir nėra magneto kristalinės anizotropijos. Be to, plokštuminio srauto liejimo būdu galima lengvai pagaminti nuo 20 iki 30 mikronų plonas amorfines juostas. Visi šie simboliai garantuoja, kad amorfiniai lydiniai bus puikūs minkštųjų magnetų kandidatai. Pagal kompozicijas dauguma parduodamų amorfinių minkštųjų magnetų gali būti klasifikuojami kaip Fe bazės, Co-bazės ir (Fe, Ni) pagrindu. Šių trijų tipų Fe, Co ir Ni bendras kiekis yra apie 75-90 masės %, liekaną sudaro metaloidai ir stiklą formuojantys elementai, tokie kaip Si, B, P, C ir Zr, Nb, Mo ir tt Tarp šių tipų Fe pagrindu pagaminta medžiaga turi didžiausią BS – apie 1,6 T ir mažiausią kainą. Fe pagrindu pagaminto amorfinio lydinio geležies nuostoliai yra tik trečdalis Fe-Si plieno nuostolių. Jei Fe-Si plieną galios transformatoriuose galima pakeisti Fe-bazės amorfiniu lydiniu, galima sutaupyti daug elektros energijos, tačiau pastarojo medžiagų sąnaudos yra didesnės. Bendro pagrindo amorfinių lydinių BS paprastai yra mažesnis nei 0,8 T, bet daug didesnis pralaidumas ir beveik nulinė magnetostrikcijos vertė, kuri yra panaši į minkštiausią permaliodą ir dėl didesnės varžos gali veikti dar geriau aukštesniu dažniu. (Fe, Ni) pagrindu pagaminti amorfiniai lydiniai pasižymi vidutinėmis magnetinėmis savybėmis, palyginti su kitais dviem.