Мягкие магнитные материалы

Чтобы свести к минимуму потери на гистерезис, необходимо согласно вышесказанному отсутствие в материале натяжений как структурных (вследствие гетерогенных примесей, холодной обработки и т. д.), так и вызываемых магнитострикцией. Этому требованию удовлетворяют лишь возможно чистые металлы или твердые растворы в подходящем с указанной точки зрения состоянии. Под таким углом и следует понимать все вопросы состава, очистки и термической обработки сплавов. В случаях когда не предъявляется особых требований к механическим свойствам и к ходу проницаемости в слабых полях, нелегированное железо вследствие высокого насыщения имеет наибольшие преимущества как материал для магнитопровода.

Показывает приблизительный ход кривой намагничения железа. В то время как выше перегиба различные сорта железа лишь несущественно отличаются друг от друга, ход кривой в начальной и средней частях, характеризующийся величинами начальной проницаемости, максимальной проницаемости и коэрцитивной силы Нс, может различаться в широких пределах в зависимости от степени чистоты металла и в особенности от содержания углерода и кислорода. Железо очень высокой чистоты, с 10-2000, в последнее время изготовляется в технических масштабах путем спекания порошка железа, полученного химическим путем (варбониловое железо).

В конструкциях, к которым предъявляются высокие механические требования, употребляются сорта железа, более богатые углеродом (стальное литье и чугун), вследствие чего понижаются как насыщение, так и одновременно из-за гетерогенной структуры и проницаемость. Падение проницаемости зависит от количества и формы углерода (цементит или графит). Во всех случаях намагничения переменным током (динамомашины, трансформаторы) чистое железо непригодно вследствие малого электросопротивления и связанных с ним потерь на вихревые токи.

Для этих целей более всего употребляется железо с добавкой 5-4,5% Si, впервые введенное технику Гумлихом. Помимо уменьшения потерь на токи Фуко кремний способствует металлургической очистке железа (раскисление) и благоприятно влияет на структуру (переводит цементит в углерод отжига). Наглядно представляет влияние кремния на физические свойства железа. В электротехнике кремнистое железо употребляется лишь в виде листов (DIN - VDE 6400) четырех различных сортов, отличающихся содержанием кремния. Петли гистерезиса этого материала соответствуют очень хорошему мягкому железу, а общие потери при толщине 0,35 мм и индукции 10000 гаусс составляют только около 1 W/кг (у высоколегированного кремнистого железа) против 7-8 W\кг у обычного железа.