Магнитострикционные материалы

 

В ряде устройств явление магнитострикции находит техническое применение. К ним относят магнитострикционные генераторы зву­ковых и ультразвуковых частот, используемые в дефектоскопии, при ультразвуковой обработке хрупких и твердых материалов, а также электромеханические фильтры, сейсмоприемники, стабилизаторы частоты и др. К магнитным параметрам, характеризующим материалы этого типа, относят остаточную индукцию Вr, коэрцитивную силу Нс и магнитострикционную деформацию насыщения ls.

В качестве магнитострикционных ма­териалов промышленность выпускает ни­келевые пластины, сплавы системы железо-кобальт, называемые пермендюрами, сплавы системы никель—кобальт, называемые никоси. В отдельных случаях в качестве магнитострикционных мате­риалов можно применять никель—ко­бальтовые ферриты.

Никелевые пластины типа НП-2 обладают большим зна­чением ls= - 35×10-6. Их обычно применяют в виде сборного паке­та пластин малой толщины. Для получения изолирующей пленки каждую пластину оксидируют. В таком виде никелевые пластины устойчивы к коррозии, как в атмосфере, так и в морской воде. В настоящее время наблюдается тенденция вытеснения никеля дру­гими магнитострикционными материалами с более высокими свой­ствами.

Из группы железокобальтовых сплавов (пермендюров) наиболее перспективным является легированный ванадием прецизионный сплав К50Ф2. Этот сплав отличается наивысшим значением индукции насыщения (Bмах = 2,4 Тл) из всех выпускаемых материалов. Для него характерны высокие магнитострикционные характеристи­ки [ls = (60—70)×10-6] в широком диапазоне температур, большие значения магнитной проницаемости (m»500). Однако при столь хороших магнитных параметрах этот сплав плохо обрабатывает­ся механически, неустойчив к коррозии, дорог. Обычно его исполь­зуют только в устройствах, где требуются предельно высокие тех­нические характеристики.

Сплавы систем никель-кобальт, в частности, со­става 94% Ni, 4% Со, 2% Si (никоси) отличаются очень высо­кими значениями динамических магнитострикционных параметров, но по намагниченности насыщения и величине ls они уступают железокобальтовым сплавам. Поэтому преимущественная область при­менения сплава никоси - сердечники магнитострикционных преоб­разователей, работающих в режиме приема.

Магнитострикционные никель-кобальтовые ферриты по сравнению с рассмотренными ранее материалами об­ладают лучшими высокочастотными свойствами, имеют конструктивно-технологические преимущества, более дешевы. К серийно вы­пускаемым маркам этих ферритов относятся, например, 12СК, 15СП, имеющие соответственно значения ls = 26×10-6 и ls = 29×10-6, и предназначенные для частот f = 30—300 кГц и f = 45—600 кГц, соответственно. В обозначении марок буквы С, П и К означают соответственно стрикционные ферриты с продольными или крутильными колеба­ниями.

Из-за низкой прочности и теплопроводности область применения магнитострикционных ферритов ограничивается прецизионными преобразователями электромеханических и магнитострикционных фильтров, акустическими приемниками и излучателями малой и средней мощности.