È noto che quando un ferromagnete è esposto a un campo magnetico di intensità fissa H, il valore della magnetizzazione J, e quindi l'induzione A, a causa di questo campo, raggiungono i valori calcolati con un certo ritardo. Un tale fenomeno è chiamato viscosità magnetica. La viscosità magnetica è uno dei fattori che causano una perdita irreversibile di energia (e, di conseguenza, il riscaldamento del materiale) in un corpo ferromagnetico; queste perdite sono chiamate perdite per viscosità magnetica o residuo perdite.
Il processo di inversione della magnetizzazione dei materiali magnetici in un campo magnetico alternato è anche associato a perdite termiche di parte dell'energia del campo magnetico. Le perdite di energia sotto forma di calore sono caratterizzate da perdite magnetiche specifiche P battiti In base al meccanismo di occorrenza, si distinguono perdita di isteresi e perdite dinamiche.
Perdita di isteresi sono associati al fenomeno dell'isteresi magnetica e allo spostamento irreversibile dei confini dei domini. Queste perdite sono proporzionali all'area del ciclo di isteresi e alla frequenza del campo alternato. Perdita di potenza specifica R g, speso per l'isteresi, è determinato da:
R r = h f B max n, (5.38)
dove h è un coefficiente dipendente dalle proprietà del materiale; B max - induzione massima durante il ciclo; n- esponente ( n = 1,6 - 2,0); f- frequenza di variazione del campo magnetico.
Perdite dinamiche sono chiamati correnti parassite e perdite dovute alla viscosità magnetica b.
Le perdite dinamiche dovute alle perdite dovute alla viscosità magnetica sono associate al ritardo dell'induzione magnetica dovuto ai cambiamenti nell'intensità del campo magnetico.
Perdita di correnti parassite sono causati dalle correnti che vengono indotte nel materiale magnetico a causa del cambiamento del flusso magnetico: a causa del fenomeno dell'induzione elettromagnetica, si verifica un EMF. Nel materiale sorgono correnti circolari (circolari) ( correnti di Foucault). Perché i ferromagneti come l'acciaio o il nichelcromo sono materiali conduttivi, quindi correnti di Foucault significative portano al riscaldamento del materiale (a volte fino a centinaia di gradi Celsius). Una diminuzione della resistenza elettrica del materiale magnetico porta ad un aumento delle perdite e, di conseguenza, ad un maggiore riscaldamento del materiale.
La potenza dissipata specifica è espressa come segue
P(f) = b fB max 2 , (5.39)
dove b è un coefficiente che dipende dal tipo di materiale e dalla sua forma.
È ovvio che il compito principale per ridurre le perdite dovute alle correnti di Foucault è aumentare la resistività del materiale, ma ciò non è sempre possibile, ad esempio tutti i gradi di acciaio hanno valori di resistività elettrica vicini.
Al fine di ridurre l'effetto delle correnti parassite e ridurre le perdite dovute all'inversione della magnetizzazione dei ferromagneti, il circuito magnetico non è reso integrale, ma assemblato ( miscelato) da isolati gli uni dagli altri sottili lamiere d'acciaio, i cui aerei sono localizzati parallela alle linee del campo magnetico. In un tale progetto, in primo luogo, ogni foglio è isolato l'uno dall'altro, ad es. la resistenza tra di loro è abbastanza grande e le correnti di Foucault sono notevolmente ridotte. In secondo luogo, a causa della corretta scelta dell'orientamento della lamiera di acciaio rispetto alle linee di induzione magnetica, una piccola parte del flusso cambia in ogni lamiera del nucleo, quindi l'EMF indotto nel circuito della lamiera e le correnti parassite in esso diventare più piccolo.
Infine, l'entità delle correnti parassite nel foglio diminuisce perché i percorsi di corrente nel foglio si allungano e la sezione trasversale del foglio diminuisce.
Le correnti parassite vengono ridotte aumentando la resistenza elettrica specifica del materiale del nucleo introducendo additivi al silicio negli acciai elettrici. Per lo stesso scopo, usano magnetodielettrico e ferrite core.
Per aggiuntivo le perdite includono tutte le perdite diverse dalle perdite per correnti parassite e per isteresi; possono essere causati da fenomeni come la viscosità magnetica, la risonanza magnetica dello spostamento della parete, la risonanza causata dall'anisotropia e la rotazione del vettore di magnetizzazione, ecc.
Tutte queste perdite lo sono dissipazione di energia- perdita irreversibile di energia dissipata sotto forma di calore nei materiali ferromagnetici. In un campo magnetico alternato, determinano il carico aggiuntivo sull'alimentazione del circuito elettrico. Ad esempio, l'introduzione di un materiale magnetico (circuito magnetico) in un avvolgimento (bobina, solenoide, toroide, ecc.) equivale ad un aumento della resistenza elettrica di un circuito in corrente continua.
Perdita di potenza(o semplicemente, perdite magnetiche) nel circuito magnetico Pi(W) definisce la resistenza equivalente R io:
R io = Pi/io 2, Ohm, (5.40)
dove io- valore effettivo della forza di corrente nel circuito, A.
Sulla fig. 5.6 mostra un circuito elettrico condizionato (a) ed equivalente equivalente (b), nonché un diagramma vettoriale (c) di correnti e tensioni.
Perdita tangente in un materiale magnetico si calcola come segue:
tgd m = U R/UL = R io/w l = (R g_ + R in + R e)/w l, (5.41)
dove R G, R in, R d - resistenze equivalenti dovute, rispettivamente, ad isteresi, vortice e perdite addizionali.
Riso. 5.6. Circuito (a), circuito equivalente (b), diagramma vettoriale di un circuito con un magnete
GOST 12119.4-98
INTERSTATALE STANDARD
Acciaio elettrico
METODI PER LA DETERMINAZIONE DELLE PROPRIETA' MAGNETICHE ED ELETTRICHE
Metodo per misurare le perdite magnetiche specifiche e il valore effettivo dell'intensità
campo magnetico
acciaio elettrico.
Termini utilizzati in questo standard, - secondo GOST 12119.0.
4 Preparazione dei provini
5 Attrezzatura applicata
Il solenoide deve avere un telaio in materiale isolante non magnetico, sul quale viene prima posizionato l'avvolgimento di misura II , quindi con uno o più fili - l'avvolgimento magnetizzante I. Ogni filo è posato uniformemente in uno strato.
La differenza massima relativa delle ampiezze dell'induzione magnetica nell'area del campione all'interno del solenoide non deve superare il ±5%.
6 Preparazione per le misurazioni
dove m- massa del campione, kg;
D, d - diametri esterno ed interno dell'anello, m;
γ - densità materiale, kg/m 3 .
Densità materiale γ, kg/m3 , sono selezionati secondo l'Appendice 1 di GOST 21427.2 o calcolati dalla formula
dove K Si e K AI- frazioni di massa di silicio e alluminio, %.
dove è il rapporto tra la densità del rivestimento isolante e la densità del materiale campione,
dove γ p - densità di isolamento, presa pari a 1,610 3 kg/m 3 per rivestimento inorganico e 1,1 10 3 kg/m 3 per organico;
K h - fattore di riempimento, determinato come specificato in GOST 21427.1.
dove l P - lunghezza striscia, m.
dove l l - lunghezza del foglio, m.
dove S- area della sezione trasversale del campione, m 2 ;
w 2 - il numero di giri dell'avvolgimento del II campione;
r 2 - resistenza totale dell'avvolgimentoII campione T2 e bobine T1, Ohm;
r ehm - resistenza equivalente di dispositivi e dispositivi collegati all'avvolgimento II campione T2, Ohm, calcolato dalla formula
dove r V1, r V2, r W, r UN - resistenze attive dei voltmetriPV1, PV2,circuito di tensione del wattmetroPWe catene feedback dalla tensione dell'amplificatore di potenza, rispettivamente, Ohm.
Il valore nella formula () viene trascurato se il suo valore non supera 0,002.
dove w 1 w 2 - il numero di giri degli avvolgimenti campione T2;
μ 0 - 4 π 10 - 7 - costante magnetica, H/m;
S 0 - area della sezione trasversale dell'avvolgimento di misura del campione, m 2 ;
S- l'area della sezione trasversale del campione, determinata come indicato in m 2 ;
l mer - la lunghezza media della linea del campo magnetico, m.
Per i campioni anulari, la lunghezza media della linea del campo magneticol mer , m, calcolato dalla formula
Nei test standard per un campione di strisce, la lunghezza medial sposi, m, è preso pari a 0,94 m Se è necessario migliorare l'accuratezza della determinazione delle grandezze magnetiche, i valoril mer scegli da un tavolo.
o secondo il valore medio rettificato dell'EMFu sr.m , V, indotto nell'avvolgimento II bobine T1con avvolgimento su Inel circuito di magnetizzazione, secondo la formula
dove M - mutua induttanza della bobina, H; non più di 1 10-2H;
f- frequenza di rimagnetizzazione, Hz.
dove m - peso del campione, kg;
l P - lunghezza striscia, m.
Per i campioni anulari, si presume che la massa effettiva sia uguale alla massa del campione. La massa effettiva del foglio campione è determinata dai risultati della certificazione metrologica dell'impianto.
7 Procedura di misurazione
7.1 La determinazione delle perdite magnetiche specifiche si basa sulla misurazione della potenza attiva consumata per la rimagnetizzazione del campione e consumata dai dispositiviPV1, PV2, PWe circuito di feedback dell'amplificatore. Quando si testa un campione di fogli, vengono prese in considerazione le perdite nei gioghi. La potenza attiva è determinata indirettamente dalla tensione sull'avvolgimento II campione 72.
7.1 .1 Sull'impianto (vedi figura) chiudere i tasti S2, S3, S4e apri la chiaveS1.
7.1.2 Imposta la tensioneu sposi, u o ( u cfr + Δ u), V, dal voltmetroPV 1; frequenza di rimagnetizzazionef, Hz; controllare con un amperometro RA quel wattmetroPWnon sovraccarico; chiudi la chiaveS1e apri la chiaveS2.
7.1.3 Se necessario, regolare la lettura del voltmetro.PV1per impostare il setpoint di tensione e misurare il valore di tensione effettivou 1, V, voltmetro PV 2e potere R m, W, wattmetro PW
7.1.4 Impostare la tensione corrispondente ad un valore maggiore dell'ampiezza dell'induzione magnetica, e ripetere le operazioni indicate in , .
7.2 La determinazione del valore effettivo dell'intensità del campo magnetico si basa sulla misurazione della corrente di magnetizzazione.
7.2 .1 Sull'impianto (vedi figura) chiudere i tasti S2, S4e sblocca le chiaviS1, S3.
7.2.2 Imposta la tensioneu cp o u, V, frequenza di rimagnetizzazionef, Hz e determinata dall'amperometro RA valori di corrente magnetizzanteio, MA.
7.2.3 Impostare un valore di tensione maggiore e ripetere le operazioni indicate in e .
GOST 12119.4-98
NORMA INTERSTATALE
Acciaio elettrico
campo magnetico
Edizione ufficiale
CONSIGLIO INTERSTATALE DI NORMALIZZAZIONE, METROLOGIA E CERTIFICAZIONE
Prefazione
1 SVILUPPATO dalla Federazione Russa, Comitato tecnico interstatale per la standardizzazione MTK 120 "Prodotti in metallo da metalli ferrosi e leghe"
INTRODOTTO da Gosstandart della Russia
2 ADOTTATO dall'Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification (Verbale n. 13-98 del 28 maggio 1998)
|
Nome dello stato |
Nome dell'organismo nazionale di normalizzazione |
|
La Repubblica dell'Azerbaigian |
Standard dello stato Az |
|
Repubblica d'Armenia |
Standard di Armgo |
|
Repubblica di Bielorussia |
Standard statale della Bielorussia |
|
Repubblica del Kirghizistan |
Kirghizistan |
|
Federazione Russa |
Gosstandart di Russia |
|
La Repubblica del Tagikistan |
Standard dello Stato tagico |
|
Turkmenistan |
Ispettorato statale principale del Turkmenistan |
|
La Repubblica dell'Uzbekistan |
Uzgosstandart |
|
Standard statale dell'Ucraina |
3 Decreto Comitato di Stato Federazione Russa sulla standardizzazione e metrologia dell'8 dicembre 1998 n. 437, lo standard interstatale GOST 12119.4-98 è stato applicato direttamente come norma statale Federazione Russa dal 1 luglio 1999
4 INVECE DI GOST 12119-80 nella parte della sezione 4
© IPK Standards Casa editrice, 1999
Questo standard non può essere riprodotto, replicato e distribuito in tutto o in parte come pubblicazione ufficiale sul territorio della Federazione Russa senza il permesso dello Standard statale della Russia
NORMA INTERSTATALE
Acciaio elettrico
METODI PER LA DETERMINAZIONE DELLE PROPRIETA' MAGNETICHE ED ELETTRICHE
Metodo per misurare le perdite magnetiche specifiche e il valore effettivo dell'intensità
campo magnetico
acciaio elettrico.
Metodi di prova per proprietà magnetiche ed elettriche.
Metodo per la misura delle perdite magnetiche specifiche e del valore effettivo dell'intensità del campo magnetico
Data di introduzione 1999-07-01
1 area di utilizzo
La presente norma internazionale specifica un metodo per determinare le perdite magnetiche specifiche da 0,3 a
50,0 W/kg e il valore effettivo dell'intensità del campo magnetico da 100 a 2500 A/m a frequenze di inversione della magnetizzazione di 50-400 Hz utilizzando il metodo del wattmetro e dell'amperometro.
È consentito determinare i valori delle quantità magnetiche a frequenze di rimagnetizzazione fino a 10 kHz su campioni di anello e su campioni di strisce.
2 Riferimenti normativi
GOST 8.377-80 GSI. I materiali sono morbidi magnetici. Metodi per eseguire misurazioni durante la determinazione delle caratteristiche magnetiche statiche
GOST 8476-93 Analogico ad azione diretta che indica strumenti di misura elettrici e parti ausiliarie ad essi. Parte 3: Requisiti particolari per wattmetri e varmetri
GOST 8711-93 Analogico ad azione diretta che indica strumenti di misura elettrici e parti ausiliarie ad essi. Parte 2: Requisiti particolari per amperometri e voltmetri
GOST 12119.0-98 Acciaio elettrico. Metodi per la determinazione delle proprietà magnetiche ed elettriche. Requisiti generali
GOST 13109-87 Energia elettrica. Requisiti per la qualità dell'energia elettrica nelle reti elettriche generali
GOST 21427.1-83 Lamiera d'acciaio anisotropica laminata a freddo elettrica. Specifiche
GOST 21427.2-83 Lamiera d'acciaio sottile isotropica laminata a freddo elettrica. Specifiche
3 Requisiti generali
Requisiti generali per i metodi di prova - secondo GOST 12119.0.
I termini utilizzati in questo standard sono conformi a GOST 12119.0.
Edizione ufficiale
4 Preparazione dei provini
4.1 I campioni di prova devono essere isolati.
4.2 I campioni a forma di anello sono assemblati da anelli stampati con uno spessore da 0,1 a 1,0 mm o avvolti da un nastro con uno spessore non superiore a 0,35 mm e posti in cassette di materiale isolante con uno spessore non superiore a 3 mm o meno -metallo ferromagnetico di spessore non superiore a 0,3 mm. La cassetta di metallo deve avere uno spazio vuoto.
Il rapporto tra il diametro esterno del campione e quello interno non deve essere superiore a 1,3; l'area della sezione trasversale del campione non è inferiore a 0,1 cm 2 .
4.3. I campioni per l'apparato di Epstein sono costituiti da strisce con uno spessore da 0,1 a 1,0 mm, una lunghezza da 280 a 500 mm e una larghezza di (30,0 ± 0,2) mm. Le strisce del campione non devono differire l'una dall'altra in lunghezza di oltre ± 0,2%. L'area della sezione trasversale del campione dovrebbe essere compresa tra 0,5 e 1,5 cm 2 . Il numero di bande nel campione deve essere un multiplo di quattro, il numero minimo di bande deve essere dodici.
I campioni di acciaio anisotropo vengono tagliati lungo la direzione di laminazione. L'angolo tra le direzioni di laminazione e taglio delle strisce non deve superare G.
Per i campioni di acciaio isotropo, metà delle strisce viene tagliata lungo la direzione di laminazione, l'altra trasversalmente. L'angolo tra le direzioni di laminazione e di taglio non deve superare i 5°. Le strisce sono raggruppate in quattro pacchi: due - da strisce tagliate lungo la direzione di laminazione, due - trasversalmente. I pacchi con strisce ugualmente tagliate sono posti in bobine parallele dell'apparato.
È consentito tagliare le strisce con lo stesso angolo rispetto alla direzione di laminazione. La direzione di laminazione per tutte le strisce posate in una bobina deve essere la stessa.
4.4 I campioni di fogli sono realizzati da 400 a 750 mm di lunghezza. La lunghezza del telo deve essere almeno la lunghezza esterna del giogo: la larghezza del telo deve essere almeno il 60% della larghezza della finestra del solenoide. La tolleranza in lunghezza non deve superare ± 0,5%, in larghezza - ± 2 mm.
La superficie e la forma dei fogli devono essere conformi a GOST 21427.1 e GOST 21427.2.
5 Attrezzatura applicata
5.1 Installazione. Lo schema di installazione è mostrato in Figura 1.
5.1.1 Voltmetri PV1 - per la misura del valore medio della tensione raddrizzata e successiva determinazione dell'ampiezza dell'induzione magnetica e PV2 - per la misura del valore efficace della tensione e la successiva determinazione del fattore di forma della sua curva devono avere un limite di misura di 30 mV a 100 V, la corrente di ingresso massima non è superiore a 5 mA, classe di precisione non inferiore a 0,5 secondo GOST 8711.
È consentito utilizzare un partitore di tensione al voltmetro PV1 per ottenere letture numericamente uguali alle ampiezze dell'induzione magnetica.
5.1.2 Il wattmetro PW per la misura della potenza attiva e la successiva determinazione delle perdite magnetiche specifiche deve avere un limite di misura compreso tra 0,75 e 30 W, un fattore di potenza nominale non superiore a 0,1 alla frequenza di 50 Hz ea 0,2 alla frequenza superiore; classe di precisione non inferiore a 0,5 a una frequenza di rimagnetizzazione da 50 a 400 Hz o non inferiore a 2,5 - a una frequenza superiore a 400 Hz secondo GOST 8476.
È consentito utilizzare un partitore di tensione al wattmetro per ottenere letture numericamente uguali ai valori delle perdite magnetiche specifiche. L'uscita del partitore di tensione deve essere collegata al circuito parallelo del wattmetro, l'ingresso - all'avvolgimento II del campione T2.
5.1.3 L'amperometro PA per misurare il valore effettivo della corrente di magnetizzazione e la successiva determinazione del valore effettivo dell'intensità del campo magnetico deve avere un limite di misurazione da 0,1 a 5,0 A, una classe di precisione di almeno 0,5 secondo GOST 8711 È consentito aumentare il limite di misurazione più piccolo fino a 1,0 A durante il monitoraggio del carico del circuito di corrente del wattmetro. La potenza massima consumata dall'amperometro durante la misurazione con campioni di fogli con una larghezza superiore a 250 mm non deve essere superiore a 1,0 V A; per altri campioni - non più di 0,2 V - A
5.1.4 Frequenzimetro PF per la misura della frequenza con un errore non superiore a ±0,2%.
5.1.5 La fonte di alimentazione C per la magnetizzazione del campione dovrebbe avere un generatore a bassa frequenza con un amplificatore di potenza o un regolatore di tensione con uno stabilizzatore di frequenza a 50 Hz. Il fattore di tensione non sinusoidale della fonte di alimentazione caricata non deve superare il 5% secondo GOST 13109. La potenza nominale della fonte a una frequenza di inversione della magnetizzazione di 50 Hz deve essere almeno 0,45 kVA per 1,0 kg di peso campione e almeno 0,3 kV-A per i valori indicati in tabella 1.
Tabella 1
|
Frequenza di rimagnetizzazione, kHz |
Peso campione, kg |
|||||
|
FINO A 1,0 INCL. | ||||||
È consentito utilizzare un amplificatore di feedback per ottenere la forma della curva di flusso magnetico del campione, prossima alla sinusoidale. Il coefficiente di non sinusoidale della forma della curva EMF nell'avvolgimento non deve superare il 3%; la potenza assorbita dal circuito di retroazione della tensione non deve superare il 5% delle perdite magnetiche misurate.
5.1.6 I voltmetri PV1 e PV2, il circuito di tensione del wattmetro PW e la retroazione dell'amplificatore non devono consumare più del 25% del valore misurato.
5.1.7 La bobina 77 per la compensazione del flusso magnetico all'esterno del campione deve avere il numero di giri dell'avvolgimento I non superiore a cinquanta, la resistenza - non superiore a 0,05 Ohm, la resistenza dell'avvolgimento II - non superiore a 3 Ohm. Gli avvolgimenti sono posati su un telaio cilindrico in materiale isolante non magnetico con una lunghezza da 25 a 35 mm e un diametro da 40 a 60 mm. L'asse della bobina deve essere perpendicolare al piano delle linee di forza del campione quando è fissato sull'apparato di Epstein. La differenza relativa tra i coefficienti di mutua induttanza della bobina T1 e l'apparato di Epstein senza un campione non deve superare il ±5%.
È consentito escludere la bobina T1 dal circuito (vedi Figura 1) con un flusso magnetico esterno al campione che non superi lo 0,2% di quello misurato.
5.1.8 La magnetizzazione I e la misurazione II degli avvolgimenti del campione ad anello T2 devono essere conformi ai requisiti di GOST 8.377.
5.1.9 L'apparato di Epstein utilizzato per testare i provini composti da strisce, T2, deve avere quattro bobine su telai di materiale isolante non magnetico con le seguenti dimensioni:
larghezza interna della finestra - (32,0±0,5) mm;
altezza - da 10 a 15 mm;
spessore della parete del telaio - da 1,5 a 2,0 mm;
la lunghezza della sezione della bobina con l'avvolgimento non è inferiore a 190 mm;
lunghezza bobina - (220±1) mm.
Il numero di giri negli avvolgimenti dell'apparato è selezionato secondo la tabella 2.
Tavolo 2
5.1.10 L'apparato a foglio utilizzato per le prove sui provini T2 deve avere un solenoide e due gioghi. Il design dei gioghi deve garantire il parallelismo delle superfici di contatto e la rigidità meccanica, che esclude l'influenza sulle proprietà magnetiche del campione. La larghezza dei pali dei gioghi in acciaio elettrico deve essere almeno 25 mm, quelli delle leghe di precisione - 20 mm. Le perdite magnetiche nei gioghi non devono superare il 5% di quelle misurate; la differenza relativa delle ampiezze del flusso magnetico nei gioghi non deve superare il ±15%.
È consentito utilizzare dispositivi con gioghi aperti per misurare la variazione relativa di perdite magnetiche specifiche, ad esempio durante la valutazione della tensione residua secondo GOST 21427.1.
Il solenoide deve avere un telaio in materiale isolante non magnetico, su cui viene prima posizionato l'avvolgimento di misura II, quindi viene posizionato l'avvolgimento magnetizzante I con uno o più fili.Ogni filo è posato uniformemente in uno strato.
La differenza massima relativa delle ampiezze dell'induzione magnetica nell'area del campione all'interno del solenoide non deve superare il ±5%.
6 Preparazione per le misurazioni
6.1 I campioni da strisce, fogli o forme anulari sono collegati come mostrato in figura 1.
6.2 I campioni da strisce o fogli sono posti nell'apparecchio. I campioni delle strisce vengono inseriti nell'apparato di Epstein, come indicato nella Figura 2.
È consentito fissare la posizione di strisce e fogli nell'apparato, creando una pressione non superiore a 1 kPa perpendicolare alla superficie del campione all'esterno delle bobine di magnetizzazione.
6.3 Calcolare l'area della sezione trasversale S, m 2, dei campioni:
6.3.1 L'area della sezione trasversale 5, m 2, per campioni di forma anulare di un materiale con uno spessore di almeno 0,2 mm, è calcolata dalla formula
Figura 2 - Schema di posa delle strisce del campione
di)
dove m è la massa del campione, kg;
D, d - diametri esterno ed interno dell'anello, m; y è la densità del materiale, kg / m 3.
La densità del materiale y, kg / m 3, è selezionata secondo l'appendice 1 di GOST 21427.2 o calcolata dalla formula
y \u003d 7865 - 65 (tf Si + 1,7A ^\u003e,
dove K S i e Ad) - frazioni di massa di silicio e alluminio,%.
6.3.2 L'area della sezione trasversale S, m 2 , per provini anulari di materiale di spessore inferiore a 0,2 mm, è calcolata con la formula
a y (D + d) (1 + C t
(3)
dove C y \u003d y è il rapporto tra la densità del rivestimento isolante e la densità del materiale campione, dove y p è la densità di isolamento, presa pari a 1,6 10 3 kg / m 3 per un rivestimento inorganico e
1.1 ■ 10 3 kg / m 3 - per biologico;
K, - fattore di riempimento, determinato come specificato in GOST 21427.1.
6.3.3 L'area della sezione trasversale S, m 2 , dei campioni composti da strisce per l'apparato di Epstein, è calcolata con la formula
(4)
dove ^ - lunghezza della striscia, m.
6.3.4 L'area della sezione trasversale del campione di foglio S, m 2, è calcolata dalla formula
(5)
dove 1 L è la lunghezza del foglio, m.
6.4 L'errore nella determinazione della massa dei campioni non deve superare ±0,2%, i diametri esterno ed interno dell'anello - ±0,5%, la lunghezza delle strisce - ±0,2%.
6.5 Le misurazioni con un valore di ampiezza di induzione magnetica inferiore a 1,0 T vengono eseguite dopo la smagnetizzazione dei campioni in un campo con una frequenza di 50 Hz.
Impostare la tensione corrispondente all'ampiezza dell'induzione magnetica di almeno 1,6 T per l'acciaio anisotropo e 1,3 T per l'acciaio isotropo, quindi ridurla gradualmente.
Il tempo di smagnetizzazione deve essere di almeno 40 s.
Quando si misura l'induzione magnetica in un campo con un'intensità inferiore a 1,0 A/m, i campioni vengono conservati dopo la smagnetizzazione per 24 ore; quando si misura l'induzione in un campo con una forza superiore a
Il tempo di esposizione di 1,0 A/m può essere ridotto a 10 min.
È consentito ridurre il tempo di esposizione con una differenza relativa dei valori di induzione ottenuti dopo esposizioni normali e ridotte, entro ± 2%.
6.6 I limiti superiori dei valori delle grandezze magnetiche misurate per i campioni di forma anulare e composti da strisce devono corrispondere all'ampiezza dell'intensità del campo magnetico non superiore a 5 10 3 A/m ad una frequenza di inversione della magnetizzazione da 50 a 60 Hz e non più di 1 10 3 A/m - a frequenze più alte; limiti inferiori - i valori più piccoli ampiezze di induzione magnetica riportate nella tabella 3.
Tabella 3
Il valore più piccolo dell'ampiezza di induzione magnetica per campioni di fogli dovrebbe essere uguale a 1,0 T.
6.7 Per un voltmetro PV1 tarato in valori medi raddrizzati, la tensione
V B, corrispondente all'ampiezza data dell'induzione magnetica B ^, Tl e alla frequenza di inversione della magnetizzazione /, Hz, è calcolata dalla formula
U cp = 4fSW 2 B mx (\-%, (6)
dove S è l'area della sezione trasversale del campione, m 2 ;
W 2 - il numero di giri dell'avvolgimento del II campione;
g 2 - la resistenza totale dell'avvolgimento II campione T2 e bobina 77, Ohm; g e - resistenza equivalente di dispositivi e dispositivi collegati all'avvolgimento II del campione T2, Ohm, calcolata dalla formula
(7)
dove g p g p, gzg, g A sono le resistenze attive dei voltmetri PV1, PV2, il circuito di tensione del wattmetro PW e il circuito di retroazione di tensione dell'amplificatore di potenza, rispettivamente, Ohm.
Il valore - nella formula (6) viene trascurato se il suo valore non supera 0,002.
6.8 Per il voltmetro PV1, tarato nei valori di tensione effettivi dal seno della forma lontana, il valore del valore U, V, si calcola con la formula
U=4.44fSJV 2 B max (l-^).
6.9 In assenza della bobina T1, calcolare la correzione AU, V, dovuta al flusso magnetico esterno al campione, secondo la formula
A U = 4/U", ^ Mo (^ -S)f-U> (9)
dove è il numero di giri degli avvolgimenti del campione T2,
Ma - 4° 10 -7 - costante magnetica, H/m;
S 0 - area della sezione trasversale dell'avvolgimento di misura del campione, m 2 ;
S è l'area della sezione trasversale del campione, determinata come specificato in 6.3, in m 2 ;
1 C p - la lunghezza media della linea del campo magnetico, m.
Per i campioni a forma di anello, la lunghezza media della linea del campo magnetico / sr, m, è calcolata dalla formula
l cp = y(D + d). 0°)
Nei test standard per un campione di strisce, la lunghezza media l^, m, è presa pari a 0,94 M. Se è necessario migliorare l'accuratezza della determinazione delle grandezze magnetiche, è consentito scegliere i valori / cp dalla tabella 4.
Tabella 4
Per un foglio campione, la lunghezza media della linea del campo magnetico / cf, m, è determinata dai risultati della certificazione metrologica dell'impianto;
/ max - ampiezza di corrente, A; calcolato in base all'ampiezza della caduta di tensione U R p ^, V, su un resistore con resistenza R, Ohm, incluso nel circuito di magnetizzazione, secondo la formula
(P)
oppure secondo il valore medio rettificato dell'EMF t / cpM, V, indotto nell'avvolgimento II della bobina 77 con l'avvolgimento I compreso nel circuito di magnetizzazione, secondo la formula
I e cfr. (12)
dove M è l'induttanza reciproca della bobina, H; non più di 1 10 -2 H;
/ - frequenza di rimagnetizzazione, Hz.
6.10 Nel determinare le perdite magnetiche specifiche nell'apparato di Epstein, si dovrebbe tenere conto della disomogeneità della magnetizzazione delle parti angolari del circuito magnetico introducendo la massa effettiva del campione m e kg, che per i campioni da strisce è calcolata da la formula
4
(13)
dove m è la massa del campione, kg;
^ - lunghezza striscia, m.
Per i campioni anulari, si presume che la massa effettiva sia uguale alla massa del campione.
La massa effettiva del foglio campione è determinata dai risultati della certificazione metrologica dell'impianto.
7 Procedura di misurazione
7.1 La determinazione delle perdite magnetiche specifiche si basa sulla misura della potenza attiva consumata dall'inversione di magnetizzazione del campione e consumata dai dispositivi PV1, PV2, PW e dal circuito di retroazione dell'amplificatore. Quando si testa un campione di fogli, vengono prese in considerazione le perdite nei gioghi. La potenza attiva è determinata indirettamente dalla tensione sull'avvolgimento II del campione T2.
7.1.1 All'installazione (vedi Figura 1), i tasti S2, S3, S4 vengono chiusi e il tasto S1 viene aperto.
7.1.2 Impostare la tensione £ / sr, U o (U ^ + DU), V, in base al voltmetro PV1; frequenza di rimagnetizzazione /, Hz; verificare sull'amperometro PA che il wattmetro PW non sia sovraccaricato; chiudere la chiave S1 e aprire la chiave S2.
7.1.3 Se necessario, regolare la lettura della fonte di alimentazione del voltmetro PV1 per impostare il valore di tensione specificato e misurare il valore effettivo della tensione U x , V, voltmetro PV2 e potenza Р n, W, wattmetro PW.
7.1.4 Impostare la tensione corrispondente al valore maggiore dell'ampiezza dell'induzione magnetica, e ripetere le operazioni specificate in 7.1.2, 7.1.3.
7.2 La determinazione del valore effettivo dell'intensità del campo magnetico si basa sulla misurazione della corrente di magnetizzazione.
7.2.1 All'installazione (vedi Figura 1), gli interruttori S2, S4 vengono chiusi e gli interruttori S1, S3 vengono aperti.
7.2.2 Impostare la tensione U cp o U, V, la frequenza di rimagnetizzazione /, Hz, e determinare i valori della corrente di magnetizzazione /, A utilizzando l'amperometro PA.
7.2.3 Impostare la tensione ad un valore superiore e ripetere le operazioni indicate in
8 Regole per l'elaborazione dei risultati delle misurazioni
8.1 Il fattore di forma della curva di tensione sull'avvolgimento II del campione è calcolato dalla formula
shche U x - valore di tensione effettivo, V;
U c p - tensione calcolata dalla formula (6), V.
8.2 Le perdite magnetiche specifiche P^, W/kg, di un campione di strisce o di forma anulare sono calcolate con la formula
dove m x è la massa effettiva del campione, kg;
R m - valore medio della potenza, W;
U\ - valore di tensione effettivo, V;
W x , W 2 - il numero di giri degli avvolgimenti del campione 72; g b g e - vedere 6.7.
I valori -y- e ^ vengono trascurati se il rapporto ~ non supera lo 0,2% di -f R m, e
rapporto - non supera 0,002.
L'errore nella determinazione della resistenza g e non deve superare ± 1%. È consentito sostituire un valore pari a 1,11 f / cp al posto della tensione U x a = 1,11 ± 0,02.
8.3 Per escludere l'influenza delle distorsioni nella forma della curva di flusso magnetico sul risultato della misurazione delle perdite magnetiche, viene effettuata una rettifica in base al fatto che le perdite magnetiche sono uguali alla somma delle perdite per isteresi e correnti parassite, il il primo valore essendo indipendente dalle distorsioni nella forma della curva di flusso magnetico, e il secondo essendo proporzionale al quadrato il fattore di forma della curva di tensione sull'avvolgimento II del campione.
8.3.1 Se il valore del fattore di forma della curva di tensione Af differisce da 1,11 di oltre ±1%, le perdite magnetiche specifiche per la forma sinusoidale della curva di flusso magnetico P yjLC9 W/kg sono calcolate dalla formula
^sp.s ^sp I 1 ^d)
UlJJ'
dove Rud - perdite magnetiche specifiche, W / kg;
un,. - il rapporto tra perdite magnetiche specifiche per isteresi e perdite magnetiche specifiche.
8.3.2 Il fattore di forma della curva di tensione dovrebbe essere compreso nell'intervallo 1,08-1,16 quando si misurano perdite magnetiche specifiche e 1,09-1,13 quando si misura il valore effettivo dell'intensità del campo magnetico.
8.3.3 Il valore del valore 04. viene selezionato dalla tabella 5.
Tabella 5
È consentito il valore a, calcolato dalle perdite magnetiche misurate a due valori del fattore di forma della curva di tensione e valori costanti dell'ampiezza dell'induzione magnetica e della frequenza, secondo la formula
(Ld ~ La)" ^ \
(*V^i)L,.'
dove P u 1 e P u 1 sono le perdite magnetiche corrispondenti ad A f1 e K^ r, determinate come specificato in 8.1, in W; Aph = 1,11 ± 0,05.
Le perdite magnetiche P m2, W si misurano, come indicato in 7.1.1 - 7.1.4, quando nel circuito di magnetizzazione è inclusa una resistenza, per la quale la differenza (Af 2 - A^) deve essere superiore al 2%.
8.3.4 Se la frequenza di rimagnetizzazione /, Hz, devia dal nominale / nom, Hz, calcolare la correzione per le perdite magnetiche D P f , W, secondo la formula
N fw "i f D Pf-- f
La correzione D Pf viene introdotta ad una frequenza f mtt = 50 Hz e un rapporto
nell'intervallo da ±0,5 a ±2,0%.
8.4 Le perdite magnetiche specifiche Р ud, W / kg, in un foglio campione sono calcolate dalla formula
dove t b W x , W b g 2 , g e, R e e U x - vedi formula (15);
Р i - perdite magnetiche nel giogo, W, con l'ampiezza del flusso magnetico Ф i, Wb, calcolata dalla formula
Fya - 2'Rtah ■ S>
dove è l'ampiezza dell'induzione magnetica, T;
S è l'area della sezione trasversale del campione, m 2 .
Per una forma sinusoidale della curva di flusso magnetico, le perdite magnetiche specifiche Р^, W/kg, sono calcolate utilizzando la formula (16).
8.5 Il valore effettivo dell'intensità del campo magnetico H, A / m, è calcolato dalla formula
Izh!I % (21 >
dove / cp - la lunghezza della linea del campo magnetico, determinata come indicato in 5.9, m;
/ - corrente di magnetizzazione, A; fVj è il numero di spire dell'avvolgimento I del campione.
8.6 L'errore nella misurazione delle perdite magnetiche specifiche dei campioni da strisce e forme anulari non deve superare ± 2,5% ad una frequenza di inversione della magnetizzazione da 50 a 400 Hz e ± 5% ad una frequenza superiore a 400 Hz; campioni di fogli - ±3%.
8.7 L'errore di misurazione del valore effettivo dell'intensità del campo magnetico non deve superare il ±5%.
UDC 669.14.001.4:006.354 MKS 77.040.20 V39 OKSTU 0909
Parole chiave: acciaio elettrico, metodo di misura, perdite magnetiche specifiche, campo magnetico, metodo wattmetro e amperometro, campioni, apparecchiature, elaborazione dei risultati, errore di misura
Editor G.S. Sheko Editore tecnico L.A. Kuznetsova Proofreader A/. S. Kabashova Layout del computer di E. N. Martemyanova
ed. persone. N. 021007 del 10.08.95. Consegnato al set il 25/12/98. Firmato per la pubblicazione il 1 febbraio 1999. Uel. forno l. 1.40. Uch.-ed. l. 1.07.
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L'isteresi della perdita di energia specifica P, è la perdita spesa per l'inversione della magnetizzazione di una massa unitaria di materiale in un ciclo. La perdita di isteresi specifica viene spesso misurata in watt per chilogrammo (W/kg) di materiale magnetico. Il loro valore dipende dalla frequenza di rimagnetizzazione e dal valore dell'induzione massima B M. Le perdite di isteresi specifiche per ciclo sono determinate dall'area del ciclo di isteresi, ovvero maggiore è il ciclo di isteresi, maggiore è la perdita nel materiale.
Un ciclo di isteresi dinamica si forma quando il materiale viene rimagnetizzato da un campo magnetico alternato e ha un'ampia area. rispetto a uno statico, poiché sotto l'azione di un campo magnetico alternato, oltre alle perdite per isteresi, si verificano nel materiale perdite di correnti parassite e effetti magnetici, che sono determinati dalla viscosità magnetica del materiale.
Le perdite di energia dovute a correnti parassite P in, dipendono dalla resistività elettrica del materiale magnetico. Maggiore è la minore perdita di correnti parassite. Le perdite di energia a correnti parassite dipendono anche dalla densità del materiale magnetico e dal suo spessore. Sono inoltre proporzionali al quadrato dell'ampiezza dell'induzione magnetica B M e della frequenza f del campo magnetico variabile.
Per un foglio campione di materiale magnetico, le perdite in un campo alternato P in (W / kg) sono calcolate dalla formula
dove h è lo spessore del foglio, m; In m -- il valore massimo (ampiezza) dell'induzione magnetica, T; f-- frequenza, Hz; d è la densità del materiale, kg/m3; c - resistività elettrica del materiale, Ohm * m.
Quando il materiale è esposto a un campo magnetico alternato, viene registrata una curva di magnetizzazione dinamica e, di conseguenza, un ciclo di isteresi dinamica. Il rapporto tra l'ampiezza di induzione e l'ampiezza dell'intensità del campo magnetico sulla curva di magnetizzazione dinamica è la permeabilità magnetica dinamica m ~ = V m / N m.
Per valutare la forma del circuito di isteresi, viene utilizzato il coefficiente di quadratura del circuito di isteresi K P, una caratteristica calcolata dal circuito di isteresi limite: K P \u003d V n V m.
Maggiore è il valore di K P, più rettangolare è il ciclo di isteresi. Per i materiali magnetici utilizzati nell'automazione e nei dispositivi di archiviazione dei computer, K P = 0,7-0,9.
L'energia volumetrica specifica W M (J / m3) - una caratteristica utilizzata per valutare le proprietà dei materiali magneticamente duri - è espressa dalla formula W M \u003d (B d H d /2) M, dove B d è l'induzione corrispondente al massimo valore dell'energia di volume specifica, T; H d è l'intensità del campo magnetico corrispondente al valore massimo dell'energia volumetrica specifica, A/m.
Riso. 1.6.1
Le curve 1 di smagnetizzazione e 2 dell'energia magnetica specifica di un magnete aperto sono mostrate in fico. 1.6.1 La curva 1 mostra che ad un certo valore dell'induzione B d e della corrispondente intensità del campo magnetico H d, l'energia volumetrica specifica del magnete permanente raggiunge il suo valore massimo W d . Questa è l'energia massima generata da un magnete permanente nel traferro tra i suoi poli, per unità di volume del magnete. Maggiore è il valore numerico di WM , migliore è il materiale magneticamente duro e, di conseguenza, migliore è il magnete permanente che ne è ricavato.
Il processo di inversione della magnetizzazione dei materiali magnetici in un campo magnetico alternato è accompagnato dalla trasformazione di una certa parte dell'energia del campo magnetico in calore, che si manifesta esternamente nel riscaldamento del materiale magnetico. Questa energia per unità di tempo è chiamata perdite magnetiche. Di solito è caratterizzato da perdite magnetiche specifiche p sp, W / kg, o dalla tangente dell'angolo di perdita magnetica tgδ m.
Dal punto di vista del meccanismo di insorgenza della perdita, si distinguono due tipi principali di perdite magnetiche: perdite per isteresi e perdite per correnti parassite.
Perdita di isteresi sono associati al fenomeno dell'isteresi magnetica e agli spostamenti irreversibili delle pareti dei domini. La perdita di isteresi è proporzionale all'area del ciclo di isteresi. Poiché il ciclo di isteresi e le perdite ad esso associate si ripetono durante ogni periodo, la perdita di isteresi è proporzionale alla frequenza del campo magnetico alternato.
Perdita di correnti parassite sono chiamati correnti elettriche, che il flusso magnetico induce nel materiale magnetico. Sono proporzionali al quadrato della frequenza del campo magnetico, e quindi alle alte frequenze sono il fattore limitante nell'uso dei materiali magnetici.
In molto debole campi magnetici e, di regola, un altro meccanismo di perdite magnetiche si distingue nei materiali magnetici morbidi - perdite aggiuntive sull'effetto collaterale magnetico (viscosità magnetica). L'essenza fisica di questo meccanismo non è ancora abbastanza chiara.
Per lavorare in campi magnetici alternati si utilizzano materiali che hanno un ciclo di isteresi molto stretto, ad es. forza coercitiva molto piccola. Ad esempio, la forza coercitiva di un materiale come il supermalloy è 0,2 A/m. Inoltre, vengono adottate varie misure per ridurre le correnti parassite. L'obiettivo generale di queste misure è aumentare la resistività elettrica dei materiali magnetici. Ad esempio, negli acciai elettrici, si ottiene un aumento della resistività elettrica aggiungendo silicio in una concentrazione fino al 5%. Questi materiali sono realizzati sotto forma di fogli sottili, la cui superficie è isolata elettricamente. Nei materiali magnetici in polvere, le particelle del materiale magnetico stesso sono rivestite con un opportuno materiale elettricamente isolante. Da questo punto di vista, i più vantaggiosi sono i materiali ferrimagnetici (ferriti), che per valore di resistività possono essere classificati come semiconduttori e persino dielettrici.
I materiali magnetici morbidi sono caratterizzati dalla capacità di essere facilmente magnetizzati e smagnetizzati. Hanno un anello di isteresi stretto, bassa forza coercitiva, alti valori di permeabilità magnetica iniziale e massima, induzione magnetica ad alta saturazione e basse perdite magnetiche specifiche.
Proprietà e portata del ferro commercialmente puro, nonché degli acciai elettrici in lamiera con diverso contenuto di silicio
Il ferro tecnicamente puro è considerato ferro contenente meno dello 0,1% di carbonio e una quantità molto piccola di altre impurità.
A seconda del metodo di produzione del ferro puro, ci sono ferro elettrolitico e carbonile.
Il ferro elettrolitico viene utilizzato campi permanenti quando è richiesta un'induzione ad alta saturazione.
Il ferro carbonilico viene utilizzato principalmente sotto forma di polvere per la produzione di nuclei nell'ingegneria elettrica ad alta frequenza.
Gli acciai elettrici in lamiera sono realizzati con acciai al silicio con un contenuto di carbonio inferiore allo 0,05% e silicio dallo 0,7 al 4,8%.
Secondo il metodo di laminazione, le lamiere di acciaio elettriche sono suddivise in ordinarie (laminate a caldo), che hanno proprietà isotropiche, e testurizzate (laminate a freddo), che hanno una struttura magnetica, per cui sono anisotrope.
Proprietà e scopo delle leghe con elevata permeabilità magnetica iniziale (permalloys), con permeabilità magnetica costante (perminvars) e con induzione magnetica ad alta saturazione (permendura)
I materiali con un'elevata permeabilità iniziale includono un gruppo di leghe di ferro e nichel con un contenuto di nichel dal 35 all'80%, noto come permalloy. Insieme al ferro completamente puro, questi sono i materiali magneticamente morbidi più pronunciati in generale. Lega supermalloy con una composizione approssimativa di 79% Ni, 15% Fe, 5% Mo, 0,5% Mn ha una permeabilità relativa massima fino a 2 10 6 con una leggera forza coercitiva H con\u003d 0,2 A/m.
Gli svantaggi delle leghe di tipo permalloy sono il loro costo relativamente elevato (contengono metalli scarsi), la necessità di un trattamento termico complesso e la forte dipendenza delle proprietà dalle sollecitazioni meccaniche.
I materiali con permeabilità magnetica costante si distinguono per un anello di isteresi stretto. Il materiale più conosciuto con permeabilità magnetica permanente è perminvar(composizione: 45% Ni, 29,4% Fe, 25% Co e 0,6% Mn). La lega viene ricotta a 1000°C, dopodiché viene mantenuta a 400–500°C e raffreddata lentamente. Il perminvar ha una piccola forza coercitiva, la permeabilità magnetica iniziale del perminvar è 300 e rimane costante nell'intervallo di intensità di campo fino a 250 A/m con un'induzione di 0,1 T. Perminvar non è abbastanza stabile magneticamente, sensibile alla temperatura e alle sollecitazioni meccaniche. Una stabilità più soddisfacente della permeabilità magnetica si distingue per una lega chiamata isoperma, che include ferro, nichel e alluminio o rame. Isoperm ha una permeabilità magnetica di 30-80, che cambia poco in un campo con una forza fino a diverse centinaia di ampere per metro.
La più alta induzione di saturazione magnetica, insieme agli acciai elettrici al silicio a basso contenuto di silicio, è caratterizzata da materiali del tipo permanente basato leghe ferro-cobalto, avente un'induzione di saturazione particolarmente elevata, fino a 2,4 T, cioè maggiore di quella di tutti i ferromagneti conosciuti. La resistività elettrica di tali leghe è bassa . Si tratta di leghe di ferro con cobalto con un contenuto di cobalto dal 49 al 70%, legate con vanadio (2%).
A causa del loro costo elevato, le permendure possono essere utilizzate solo in apparecchiature specializzate, in particolare in altoparlanti dinamici, oscilloscopi, membrane telefoniche, ecc.
Proprietà e portata delle leghe con proprietà speciali (leghe per la compensazione della temperatura, leghe per la produzione di magneti permanenti a base di metalli)
Vengono utilizzati materiali con una grande dipendenza della permeabilità magnetica dalla temperatura Compensazione della temperatura (compensazione termica) circuiti magnetici. Questi includono leghe termomagnetiche a base di Ni-Cu, Fe-Ni o Fe-Ni-Cr. Queste leghe vengono utilizzate per compensare l'errore di temperatura negli impianti causato da una variazione dell'induzione dei magneti permanenti o da una variazione della resistenza dei fili nei dispositivi magnetoelettrici rispetto al valore al quale è stata eseguita la calibrazione. Per ottenere una pronunciata dipendenza dalla temperatura della permeabilità magnetica, viene utilizzata la proprietà dei ferromagneti di ridurre l'induzione all'aumentare della temperatura vicino al punto di Curie. Per questi ferromagneti, il punto di Curie è compreso tra 0 e 100 °C, a seconda dell'aggiunta di elementi di lega. La lega Ni-Cu con un contenuto del 30% di Cu può compensare gli errori di temperatura per i limiti di temperatura da -20 a +80 0 С (Fig. 48) e con il 40% di Cu - da -50 a +10 °С.
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Figura 48 - Dipendenza dalla temperatura induzione di una lega termomagnetica in un campo magnetico di 8 kA/m
Le leghe Fe-Ni-Co (compensatori) hanno ricevuto la maggiore applicazione tecnica. I loro vantaggi sono: completa reversibilità delle proprietà nell'intervallo di temperatura da -70 a +70 °C, elevata riproducibilità delle caratteristiche del campione e buona lavorabilità.
Da loro vengono realizzati shunt magnetici, con l'aiuto dei quali si ottiene la stabilità della temperatura delle proprietà magnetiche dei circuiti con un magnete permanente. All'aumentare della temperatura, il flusso magnetico nell'intervallo di lavoro del magnete permanente diminuisce. Questo cambiamento è compensato da un aumento della resistenza magnetica dello shunt magnetico.
Le leghe note a compensazione termica sono le permalloy con un contenuto di nichel del 30%, in cui la temperatura del punto di Curie è controllata da piccole variazioni del contenuto di nichel, nonché una lega di ferro con nichel (30%) e molibdeno (2%).
Per la fabbricazione di magneti permanenti vengono utilizzati materiali magnetici duri, caratterizzati da elevati valori di energia magnetica specifica e, di conseguenza, prodotto energetico (VN) max. Tendono ad avere alti valori di forza coercitiva e di induzione residua. Dal punto di vista strutturale, sono caratterizzati da sollecitazioni interne e da un gran numero di difetti vari, che ostacolano il movimento dei muri di dominio. In un certo numero di casi, le regioni a dominio singolo vengono create deliberatamente in materiali, che possono essere rimagnetizzati solo cambiando la direzione della magnetizzazione, che richiede un'energia significativa. Pertanto, tali materiali hanno una grande forza coercitiva.
I materiali più antichi per i magneti permanenti sono acciai martensitici. Attualmente vengono utilizzati solo acciai martensitici legati, che portano nomi secondo il nome dell'additivo legante: cromo(fino al 3% Cr), tungsteno(fino all'8% W) e cobalto(fino al 15% di Co). Attualmente, la percentuale di magneti realizzati con acciai martensitici è inferiore al 10%.
Il maggior numero di magneti permanenti è costituito da leghe come Al-Ni e Al-Ni-Co.
Leghe tipo Al-Ni (alni) sono leghe di ferro con nichel (20-30%) e alluminio (11-13%). Sono molto duri e fragili, quindi i magneti permanenti sono ricavati da essi mediante fusione o metallurgia delle polveri. Hanno proprietà anisotrope. Le leghe sono in lega di rame, che ottiene una migliore ripetibilità delle proprietà e facilita la lavorazione. Il titanio è anche usato come elemento di lega. Forza coercitiva H c leghe raggiunge 50 kA/m, e (AT) max raggiunge 12 kJ/m 3 .
Leghe Al-Ni-Co (alnico) sono leghe di ferro con nichel (12-26%), cobalto (2-40%) e alluminio (6-13%) con aggiunta di rame (2-8%), titanio (0-9%) e niobio ( 0-3%) per migliorare le proprietà. Con un contenuto di Co fino al 15% sono isotropi, con un contenuto di cobalto superiore sono sottoposti a trattamento termomagnetico e sono anisotropi. Le leghe isotropiche hanno (BH) max fino a 16 kJ/m 3 , leghe anisotrope - fino a 44 kJ/m 3 . Hanno leghe con cristallizzazione orientata nella direzione della magnetizzazione imminente (BH) max fino a 83 kJ/m3. Le leghe di tipo Alnico sono molte volte più costose delle leghe di tipo Alni.
Di grande importanza sono le leghe magneticamente dure dei tipi Fe-Co-Mo, Fe-Co-V, Cu-Ni-Fe (anisotropico), Cu-Ni-Co, Ag-Mn-Al, ecc.
