Наиболее широко применяемыми магнитно-мягкими материалами являются технически чистое железо, листовая электротехническая сталь, сплавы железа и никеля с различным содержанием никеля, получившие название пермаллоев, и альсиферы — сплавы железа, кремния и алюминия. Все эти материалы обладают высокой магнитной проницаемостью, весьма малой коэрцитивной силой, большой магнитной индукцией и малыми потерями на гистерезис.
Технически чистое железо называется армко-железо. Оно содержит небольшое количество примесей: углерода 0,025%, кремния 0,02%, марганца 0,035%, серы 0,01%; кислород почти полностью отсутствует. Удаление кислорода, вредно влияющего на магнитные свойства железа, достигается введением кремния и марганца, которые с растворенным в железе кислородом образуют окислы, переводимые в шлак. В результате этого железо восстанавливается, а окислы удаляются со шлаком.
Другим видом технически чистого железа является электролитическое железо. Его получают методом электролитического осаждения из раствора сернокислого или хлористого железа, затем промывают и размалывают в шаровых мельницах. Существенным недостатком такого изготовления железа является наличие в нем водорода. Для удаления водорода железо переплавляют или отжигают в вакууме.
Значительное применение получило технически чистое железо высокой химической чистоты, называемое карбонильным железом. Оно представляет собой порошок, который выделяется" из соединения Fе (карбонил железа) при температурах 200—250°С и давлении 150 атм. При таком нагреве карбонил железа (жидкость) распадается на железо и окись углерода по реакции
Fе(СО)5 —> Fе + 5СО.
Железо осаждается в виде мелкого порошка. Оно совершенно не содержит таких примесей, как кремний, фосфор и сера; кислород и углерод содержатся в очень небольших количествах (см. табл. 16 ). Порошок карбонильного железа прессуют, за« тем спекают в виде монолитного металла без плавления (методом порошковой металлургии). Для удаления из него углерода производят отжиг металла в среде водорода.
Карбонильное железо используется главным образом для изготовления магнитных сердечников, работающих на высоких частотах. Для этого порошок карбонильного железа предварительно смешивается с порошком какого-либо органического диэлектрика (полистирол, бакелит и др.). Из этой смеси получают горячим прессованием сердечники различной формы. Наличие в сердечниках изоляционных прослоек между зернами железа приводит к уменьшению потерь на вихревые токи, которые особенно велики на высоких частотах.
В табл.(47) приведены основные магнитные характеристики технически чистых сортов железа.
Таблица47.