Таълим вазирлиги фарғона политехника институти

Магнит-қаттик; материаллар катта коэрцитив кучга (Н_с4000 А/м) ва катта қолдиқ индукцияга (В_г  0,1 Тл) эга. Уларнинг гистерезис сиртмоғи кенгроқ (44-расм в), яъни уларни магнитлаш қийин. Магнитлангандан сўнг улар ўзида магнит энергияни узоқ сақлаши мумкин, яъни магнит майдон манбаи бўлиб хизмат қила олади, шунинг учун улардан асосан турли доимий магнитлар тайёрлашда фойдаланилади.
Магнит материаллар таркибий тузилиши бўйича металл, нометалл ва магнитодиэлектрик материалларга бўлинади.
Металл магнит материалларга соф металлар (темир, ко­балpт, никелp) ва Баъзи металларнинг магнит қотишмалари киради: нометалл магнит материалларга темир оксиди ва бошқа металларнинг кукунсимон аралашмасидан олинадиган ферритлар киради. Прессланган феррит буюмлар (масалан, ўзаклар)га термик ишлов (1300—1500°С да) берилади. Натижада улар қаттиқ монолит магнит буюмга айланади. Ферритлар металл магнит материаллар каби, магнит-юмшоқ ва магнит-қаттиқ турда бўлиши мумкин. Магнитодиэлектриклар 60—80% кукунсимон магнит материал ва 40—20% диэлектрикдан иборат бўлган композицион материаллардир.
Ферритлар билан магнитодиэлектриклар металл магни материаллардан солиштирма электр қаршилигининг катталиги (=10²10⁸ Омм) билан фарқ қилади. Бу эса уларда уюрма токларга сарф бўладиган энергия йўқолишларни кескин камайтиради. Бу улардан юқори частоталар техникасида фойдаланиш имконини беради. Бундан ташқари, кўпгина ферритларнинг магнит характеристикалари кенг частоталар диапазонида, xатто ЎЮЧ да ҳам барқарорлигини йўқотмайди.
2. Металл магнит-қаттиқ материаллар
Магнит-қаттиқ материаллар радиоаппаратураларда ишлатиладиган доимий магнитлар тайёрлашда қўлланилади. Доимий магнитларга нисбатан қўйиладиган талаб шундан иборатки, улар қутблари орасида доимий кучланганликли ва индукцияли доимий магнит майдон ҳосил қилиши керак. Бунинг учун доимий магнит катта магнит энергияга, яъни магнит-қат­тиқ материаллар катта коэрцитив кучга ва қолдик магнит индукцияга эга бўлиши лозим. 8-жадвал
Ҳ ар қандай доимий магнитда вақт ўтиши билан магнит оқими, яъни солиштирма магнит энергияси камаяди. Бу жараён магнитнинг эскириши деб аталади ва у қайтар ёки қайтмас жараён бўлиши мумкин. Эскиришнинг бир тури магнитнинг титраш, зарблар, температуранинг кескин ўзгариши натижасида юзага келади. Иккинчи тури магнит-каттик материал структурасининг ўзгариши билан боғлиқ бўлиб, у қайтмас жараён ҳисобланади. Шундай қилиб, магнит-қаттиқ материалларга нисбатан қўйиладиган иккинчи талаб уларнинг эскиришга чидамлилигидир.
Металл магнит-қаттиқ материалларни уч асосий гуруҳга ажратиш мумкин: мартенсит кўп углеродли легирланган пўлатлар; темир — алюминий — никелp асосидаги қотишмалар; металл-керамик магнит-қаттиқ материаллар.
Кўп углеродли пўлатларда мартенсит структура тоблаш йўли билан ҳосил қилинади, яъни темирдаги углерод эритмага айланадиган температурагача қиздирилади (аустенит), кейин сувда ёки мойда кескин совитилади.
Мартенсит структурали темир кристаллари кескин бузилади бўйига чўзилади, кар­бид (Fе₃С) нинг энг майда зарралари пўлатнинг микроструктураси ичига тарқалиб, унинг кристаллари ичида ички кучланишни оширади. Бу ҳол мартенсит пўлатдан тайёрланган доимий магнитларга қаттиқлик беради. Тобланган легирланган пўлатдан тайёрланган доимий магнитларнинг коэрцитив кучи ва қолдиқ магнит индукцияси бошқалариникига нисбатан катта.
Мартенсит пўлатлар сифатида хромли, волpфрамли ва кобалpтли пўлатлардан фойдаланилади. Хромли пўлатлар учун легирловчи компонент хром (1,3—3,6%), волpфрамли пўлат­ларда — волpфрам (5,5—6,5%) ва хром (0,3—0,5%), кобалpтли пўлатларда — кобалpт (5—17%), молибден (1,2—1,7%) ва хром (6—10%) ҳисобданади. Бу пўлатлар таркибида 0,9—1,1% углерод, қолганлари темир бўлади.
Доимий магнитлар пўлат чивиклардан ва мартенсит пўлат тасмалардан қиздириб болғалаш ёки штамплаш йўли билан тайёрланади. Доимий магнитларга механик ишлов берилгандан сўнг мартенситда тобланади, сўнгра магнитланади. Ҳамма магнитларнинг магнит характеристикалари барқарор бўлиши учун уларни сунъий равишда эскиртирилади, яъни улар қайнаб турган сувда узоқ вақт сақланади.
Пўлат магнитларнинг асосий магнит характеристикалари қуйидагилар: хромли пўлат учун В_г = 0,90 Тл; Н_с = 4600 А/М; W_м = 2,4 кЖ/м³; волpфрамли пўлат учун В_г = 1 Тл; Я_с = 5000 А/М; W_м=5,5 кЖМ³; кобалpтли пўлат учун В_г = 0,951,1 Тл; Н_с=800013600 А/М; W_м=11,0 кЖ/м³.
Энг яхши материал кобалpтли пўлатдир, бироқ у хромли ва волpфрамли пўлатга нисбатан анча қиммат туради. Ҳамма пўлатларни топиш мумкин ва уларга ишлов бериш ҳам осон, бироқ магнит характеристикалари нисбатан пастлиги туфайли уларни ишлатиш соҳалари чекланган.
Темир—алюминий—никелp асосидаги кобалpт, мис, титан ва ниобий билан легирланган магнит-қаттиқ қотишмаларнинг (масалан, ЮНД12, ЮНДК15, ЮНДК18, ЮН13ДК14 ва бошкалар) магнит характеристикалари анча юқори. Қотишмаларнинг маркаланишидаги харфлар қуйидагиларни билдиради—алюминий, Н—никелp, Д—мис, К —кобалpт, Б—ниобий, Т-титан. Тегишли ҳарфлардан кейин турган рақамлар қотишмадаги шу компонент неча фоизни (массаси буйича) ташкил этишини билдиради. Бу қотишмалардан магнит­лар тайёрлаш учун фақат қуйиш усулидан фойдаланиш мум­кин. Уларнинг магнит характеристикалари юқори: В_г =0,514 Тл; Н_с=(42145)10³ А/М;
W_м=1432кЖ/М³. Бундай юқори магнит характеристикаларга дисперсион қотириш жараёни туфайлигина эришиш мумкин. Бу жараён қуйидагича кечади: магнит 1100—1200°С гача қиздирилади, бунда қотишманинг таркибий қисмлари темирда суюқланади. Сўнгра маг­нит кескин совутилганда унинг материали ичида ўта тўйинган қотишма компонентларининг қаттиқ эритмаси ҳосил бўлади. Темирда ортиқча миқдорда эриган қотишма компонентлари вақт ўтиши билан юқори дисперсланган зарралар кўринишида ажралиб чиқа бошлайди, улар магнитнинг ҳамма таркибий қисми бўйлаб тарқалиб, темир кристаллар ичида ички кучланишни юзага келтиради. Бу эса қотишманинг коэрцитив кучи ва қолдиқ магнит индукцияси юқори бўлишини таъминлайди. Бу жараённи тезлаштириш учун критик совутиш тезлигига (секундига 15—30°С) риоя қилган ҳолда магнит юмшатилади. Магнитларга бундай ишлов бериш дисперсной қотириш деб аталади.
Таркибида 12% ва ундан юқори миқдорда кобалpт бўлган қотишмаларнинг магнит характеристикаларини қуйиш йўли билан олинган магнитларга термомагнит ишлов бериш йўли билан ошириш мумкин. Бунинг учун магнит 1300⁰С гача қиз­дирилади ва кучли магнит майдонда совутилади (секундига 10—15°С совутиш тезлигида). Ташқи магнит майдон таъсири йўналишида доменларнинг жойлашиб қолиши туфайли совутилган магнитлар магнит текстурага эга бўлади. Бунинг натижасида уларнинг энергияси қолдиқ магнит индукцияникг кескин ортиши ҳисобига 20—30% ортади. Бу қотишмалардан тайёрланган магнитлар мартенсит пўлатларга нисбатан эскиришга анча чидамли бўлади. Қотишмаларнинг намлиги шундан иборатки, қаттиқлиги ва мўртлиги юқори бўлганлиги учун уларга оддий механик ишлов бериш мумкин эмас. Кобалpтли темир, никелp, алюминий қотишмалардан тайёрланган маг­нитларга силлиқлаб ишлов бериш мумкин.
Жуда кичик ўлчамли ёки мураккаб шаклдаги магнитлар металл кукунларидан олинадиган металл-керамик материаллардан кўплаб ишлаб чиқаришга ҳаракат қилинади. Металл керамик магнитлар, темир — никелp — алюминий ёки темир никелp — алюминий — кобалpт кукунлари асосида тайёрланади. Уларнинг нисбати шундай тайёрланадики, пресслангандан ва юқори температурада пиширилгандан сўнг магнит қаттиқлиги таъминлансин. Металлар ва уларнинг қотишмалари 10 мкм дан ортиқ бўлмаган ўлчамларгача майдалаб туйилади. Берилган кукунсимон массадан магнит тайёрлаш учун 1,0—1,5 МПа босимда прессланади. Прессланган магнитлар ҳимояловчи атмосферада ёки вакуумда 1100—1300°С температу­рада пиширилади. Пиширилгандан сўнг магнитлар тобланади, сўнгра берилган тезликда совутиб юмшатилади. Кобалpтли магнитларнинг магнит, қаттиқлигини яхшилаш учун уларга ташқи магнит майдон таъсирида термомагнит ишлов берилади.
Тайёр ҳолатдаги металл-керамик магнитларда унча катта бўлмаган (2—5%) ғоваклик мавжуд бўлади. Бу эса уларнинг магнит характеристикаларининг бир оз пасайишига сабаб бўлади. Металл-керамик магнитларнинг афзаллиги шундаки, уларнинг сирти тоза, қўшимча ишлов беришни талаб қилмайди ва берилган ўлчамлари аниқ бўлади. Металл-керамик материаллардан тайёрланган магнитларга фақат силлиқлаш ишлови бериш мумкин. Нодир ер элементлари ва кобалpт асосида тайёрланган магнит-қаттиқ, материаллар коэрцитив кучи ва солиштирма ҳажмий энергиясининг катталиги билан ажралиб туради. Бу қотишмалар RСО₅ туридаги интер—металл бирикмалардан иборат бўлиб, бу ерда R—нодир ер элементи (иттрий, самарий ёки цезий), қолганлари - кобалpт. Бу моддалардан ташкил топган доимий магнитлар кукунсимон массалардан совуқлайин пресслаш ва кейин пишириш ёки қуйиш усули билан олинади. Ҳосил қилинган доимий магнитларнинг намуналари қуйидаги характеристикага эга бўлади: В_Р=0,8095 Тл; Н_с=(10—13)10³ А/М; W_м=6090 кЖ/м³.