IMG#2 233 (2)

232

9. Właściwości materiałów

9A. Właściwości magnetyczne 233

wywanie połączone jest z nieodwracalnym ruchem ścian domenowych, a jeśli jest J niemożliwy, z odwracalnymi obrotami wektorów namagnesowania.

Możliwości migracji ścian domenowych zależą od struktury materiału i w v sadniczy sposób wpływają na kształt pętli histerezy magnetycznej. Z tego punu widzenia ferromagnetyki dzieli się na dwie grupy materiałów: magnetycznie miJ kich i magnetycznie twardych.

Materiały magnetycznie miękkie odznaczają się wąską pętlą histerezy (rys. 9 J pętla /), co jest wynikiem łatwości migracji ścian domenowych. Są to materiał o dużej przenikalności magnetycznej //, dużej pozostałości magnetycznej B_r, a mai] koercji H_c. Podczas okresowych zmian pola wzbudzającego przemagnesowywaj tych materiałów powoduje małe straty histerezy, co wynika z kształtu pętli. Jest t] bardzo pożądana cecha materiałów stosowanych w urządzeniach prądu zmiennej (blachy transformatorowe i prądnicowe, cewki wielkiej Częstości itp.).

stan nasycenia utrzymują przez dłuższy czas. Dzięki opisanym właściwościom materiały magnetycznie twarde stosowane są na magnesy trwałe.

Koercja - najważniejsza właściwość materiałów magnetycznie twardych - zale-ży głównie od naprężeń własnych materiału, które ją powiększają. Dla uzyskania możliwie dużych naprężeń własnych elementy z materiałów magnetycznie twardych poddaje się obróbce cieplnej: hartowaniu (stale) albo przesycaniu i starzeniu (stopy Ni i Co). Struktura martenzytyczna w pierwszym, a dyspersyjne wydzielenia faz międzymetalicznych (o rozmiarach rzędu domen) w drugim przypadku są źródłem naprężeń własnych.

Rys. 9.19. Pętla histerezy magnetycznej materiału / - magnetycznie miękkiego, 2 - magnetycznie twardego

Właściwości materiałów ferromagnetycznych zależą od temperatury. W niskiej temperaturze osiągają stan nasycenia magnetycznego. W miarę wzrostu temperatury nasycenie zmniejsza się tak, że w temperaturze charakterystycznej (tzw. punkt Curie) [osiąga zero. W wyższych temperaturach materiał zachowuje się jak paramagnetyk, co jest wyraźne powyżej tzw. paramagnetycznej temperatury Curie. Wartości temperatur Curie podano w tabl. 9.3. Opisane zmiany nasycenia magnetycznego ferromagnetyków występują, ponieważ pobudzenie termiczne przeciwstawia się porządkowaniu domen (elementarnych momentów magnetycznych).

Tablica 9.3

Temperatury Curie kilku metali

Materiał	Temperatura Curie K
Materiał	ferromagnetyczna Of	paramagnetyczna 0
żelazo	1043	1101
kobalt	1394	1408
nikiel	631	650
gadolin	293	317

Najważniejsza właściwość materiałów magnetycznie miękkich - przenikalnośó magnetyczna - zależy od czystości metalu, jego mikrostruktury i naprężeń własnych. Zanieczyszczenia, utlenienie, drobnoziarnistość oraz naprężenia własne (np. po obróbce mechanicznej lub plastycznej) zmniejszają przenikalność magnetyczj ną. Tekstura włóknista zgniotu znacznie powiększa przenikalność magnetyczną pod warunkiem, że jej kierunek jest równoległy do kierunku pola magnetycznego. Z tego powodu blachy na rdzenie transformatorów walcuje się tak, aby wywołać w nici określoną teksturę. Niezależnie, elementy z materiałów magnetycznie miękkie! poddaje się wyżarzaniu (dla usunięcia naprężeń własnych, a niekiedy i wywołani: rozrostu ziarna) w warunkach zabezpieczających przed utlenianiem.

Materiały magnetycznie twarde mają szeroką pętlę histerezy (rys. 9.19, pętla 2) której kształt jest rezultatem utrudnionego ruchu ścian domenowych. Materiały tej grupy charakteryzuje znacznie mniejsza przenikalność magnetyczna n, niewielka pozostałość magnetyczna B_r i duża koercja H_c. Okresowe zmiany pola wzbudzającego ich przeraagnesowywanie powodują duże straty energii, ale po namagnesowaniu

Właściwości materiałów diamagnetycznych są niezależne od temperatury. Badania właściwości magnetycznych są stosunkowo mało rozpowszechnione i przeważnie ograniczają się do badań praktycznych. Stosunkowo największe znaczenie ma pomiar pętli histerezy magnetycznej.