Materjaliõpetus elektrikele
Magnetiliselt pehmed materjalid
Elektro- ja raadiotehnikas on magnetiliselt pehmeteks materjalideks tehniliselt puhas raud (armkoraud, karbonüülraud), elektrotehniline lehtteras, mitmesugused niklisisaldusega rauasulamid (permolloi) ning kolmekomponendilised raua-, räni- ja alumiiniumisulamid (alsiferid). Raadiotehnikas on levinud keraamilised magnetilised materjalid, mida nimetatakse ferriidideks ehk oksüferideks. Kõik need on suure magnetilise läbitavuse, väga väikese koertsitiivjõu, suure magnetilise induktsiooni ja väikese hüstereesikaoga.
Elektrotehnilisel lehtterasel on suur induktsioon B igasuguse magnetvälja puhul, väike koertsitiivjõud Hc ning väike pöörisvoolu- ja hüstereesikadu. Seetõttu käsutatakse elektro- ja raadiotehnikas laialdaselt elektrimasinate ankrute, staatorite ja pooluste, jõu- ja pingetrafode, paispoolide, releede, vahelduvvooluregulaatorite südamike ning mitmesuguste elektriseadmete magnetjuhtmete valmistamisel elektrotehnilist lehtterast.
Magnetiliselt pehmete omadustega kolmekomponendilist rauasulamit, milles on alumiiniumi 5,4 %, räni 9,6 % ja rauda 85 %, nimetatakse alsiferiks. Selline sulam on habras, kõva ja halvasti sepistatav. Seetõttu valmistatakse sellest detaile ainult valamise teel. Alsiferist detaile võib töödelda ainult lihvimise teel.
Raua-niklisulameid nimetatakse permalloideks. Need on heade magnetiliselt pehmete materjalide omadused - suur alg- ja maksimaalläbitavus, väike koertsitiivjõud ja suur magnetiline induktsioon. Need omadused on üksnes 40 -. 80 %-lise niklisisaldusega sulamitel.
Permalloi eri sorte käsutatakse vastavalt nende omadustele mitmesugustes magnetilistes raadio-ja elektridetailides (mõõteriistad, väikesed elektrimasinad, voolu- ja raadiotrafode südamikud, magnetkraanid, releed, regulaatorid, induktorid, magnetvõimendid, induktiivpoolid, side- ja automaatikaaparaatides jm. (vt. tabel 11.3).
Tabel 11.3
Permalloi käsutamisel ei tohi unustada, et see on tundlik (eriti suure niklisisalduse puhul) mehaanilisele mõjule ja töötlemisele, nt. stantsimisele ja löökidele. Mehaanilised mõjutused suurendavad koertsitiivjõudu, vähendavad magnetilist läbitavust, põhjustavad hüstereesisilmuse suurenemist ja isegi moondumist. Mehaaniliste operatsioonide lõppemisel tuleb neid täiendavalt termiliselt töödelda - lõõmutada kõrgel temperatuuril.
Magnetilised materjalid ferriidid on käsutusel mitmesugustel elektrotehnika aladel, eriti aga kõrgsageduslikus raadiotehnikas. Ferriide valmistatakse mitmesuguste metallide oksiidide, nt. tsingi- (ZnO), mangaani- (MnO), nikli- (NiO) jt. oksiidide segust raud (III) oksiidiga (FeiOs). Heade magnetiliste omaduste korral on neil magnetiliste puhaste metallidega võrreldes suur elektritakistus. Ferriidid kuuluvad pooljuhtide rühma. Ferriitidel puudub vahelduvas magnetväljas praktiliselt pöörisvoolukadu, mis on ka ferriitide üks tähtsamaid kõrgsageduslikus magnetväljas käsutamise eeliseid.
Ferriidid jaotatakse hüstereesisilmuse laiuse, s.o. koertsitiivjõu Hc suuruse järgi magnetiliselt pehmeteks ja kõvadeks.
Ferriite valmistatakse keraamilisel meetodil. Metallide oksiidid jahvatatakse, pärast kuivatamist pressitakse brikettideks ja paagutatakse temperatuuril ~900° C. Paakunud materjal jahvatatakse uuesti peeneks ja vormitakse toodeteks koos orgaanilise sideainega. Seejärel põletatakse tooteid kõrge temperatuuriga tunnelahjudes.
Ferriitide rühma iseloomustab ristkülikukujuline hüstereesisilmus, mis võimaldab neid käsutada arvutite mäluseadeldistes, magnetvõimendites jm. Nikkeltsinkferriite käsutatakse telerite detailide (reahälvitustrafode ja pildi laiuse regulaatorite südamike) ja helisalvestusaparatuuri detailide valmistamisel. Mangaantsinkferriidist valmistatakse trafode südamikke ja mitmesuguse konfiguratsiooniga detaile.
Elektrotehnilisel lehtterasel on suur induktsioon B igasuguse magnetvälja puhul, väike koertsitiivjõud Hc ning väike pöörisvoolu- ja hüstereesikadu. Seetõttu käsutatakse elektro- ja raadiotehnikas laialdaselt elektrimasinate ankrute, staatorite ja pooluste, jõu- ja pingetrafode, paispoolide, releede, vahelduvvooluregulaatorite südamike ning mitmesuguste elektriseadmete magnetjuhtmete valmistamisel elektrotehnilist lehtterast.
Magnetiliselt pehmete omadustega kolmekomponendilist rauasulamit, milles on alumiiniumi 5,4 %, räni 9,6 % ja rauda 85 %, nimetatakse alsiferiks. Selline sulam on habras, kõva ja halvasti sepistatav. Seetõttu valmistatakse sellest detaile ainult valamise teel. Alsiferist detaile võib töödelda ainult lihvimise teel.
Raua-niklisulameid nimetatakse permalloideks. Need on heade magnetiliselt pehmete materjalide omadused - suur alg- ja maksimaalläbitavus, väike koertsitiivjõud ja suur magnetiline induktsioon. Need omadused on üksnes 40 -. 80 %-lise niklisisaldusega sulamitel.
Permalloi eri sorte käsutatakse vastavalt nende omadustele mitmesugustes magnetilistes raadio-ja elektridetailides (mõõteriistad, väikesed elektrimasinad, voolu- ja raadiotrafode südamikud, magnetkraanid, releed, regulaatorid, induktorid, magnetvõimendid, induktiivpoolid, side- ja automaatikaaparaatides jm. (vt. tabel 11.3).
Tabel 11.3
Mõningate permalloide magnetilised omadused
|
Permalloi mark |
Ho-10'6 H/m |
Hmax-10'6
H/m |
Hc
A/m |
4nJs T |
* S
C-tU,
Qn»m-/m |
|
79 HM |
15000-25000 |
75000- 125000 |
2,4 - 4,8 |
0,8
|
0,55 |
|
80HXC |
22 500 - 44 000 |
75000-150000 |
1,6-4,8 |
0,7
|
0,62 |
|
50HXC |
22 500 - 37 500 |
18700-37500 |
1,2-2,0 |
1,0
|
0,85 |
|
SOH |
22 500 - 37 500 |
22 500 - 44 000 |
0,96 - 2,0 |
1,5
|
0,45 |
Permalloi käsutamisel ei tohi unustada, et see on tundlik (eriti suure niklisisalduse puhul) mehaanilisele mõjule ja töötlemisele, nt. stantsimisele ja löökidele. Mehaanilised mõjutused suurendavad koertsitiivjõudu, vähendavad magnetilist läbitavust, põhjustavad hüstereesisilmuse suurenemist ja isegi moondumist. Mehaaniliste operatsioonide lõppemisel tuleb neid täiendavalt termiliselt töödelda - lõõmutada kõrgel temperatuuril.
Magnetilised materjalid ferriidid on käsutusel mitmesugustel elektrotehnika aladel, eriti aga kõrgsageduslikus raadiotehnikas. Ferriide valmistatakse mitmesuguste metallide oksiidide, nt. tsingi- (ZnO), mangaani- (MnO), nikli- (NiO) jt. oksiidide segust raud (III) oksiidiga (FeiOs). Heade magnetiliste omaduste korral on neil magnetiliste puhaste metallidega võrreldes suur elektritakistus. Ferriidid kuuluvad pooljuhtide rühma. Ferriitidel puudub vahelduvas magnetväljas praktiliselt pöörisvoolukadu, mis on ka ferriitide üks tähtsamaid kõrgsageduslikus magnetväljas käsutamise eeliseid.
Ferriidid jaotatakse hüstereesisilmuse laiuse, s.o. koertsitiivjõu Hc suuruse järgi magnetiliselt pehmeteks ja kõvadeks.
Ferriite valmistatakse keraamilisel meetodil. Metallide oksiidid jahvatatakse, pärast kuivatamist pressitakse brikettideks ja paagutatakse temperatuuril ~900° C. Paakunud materjal jahvatatakse uuesti peeneks ja vormitakse toodeteks koos orgaanilise sideainega. Seejärel põletatakse tooteid kõrge temperatuuriga tunnelahjudes.
Ferriitide rühma iseloomustab ristkülikukujuline hüstereesisilmus, mis võimaldab neid käsutada arvutite mäluseadeldistes, magnetvõimendites jm. Nikkeltsinkferriite käsutatakse telerite detailide (reahälvitustrafode ja pildi laiuse regulaatorite südamike) ja helisalvestusaparatuuri detailide valmistamisel. Mangaantsinkferriidist valmistatakse trafode südamikke ja mitmesuguse konfiguratsiooniga detaile.
Licensed under the Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike 3.0 License