자성체의 분류 및 기본특성

자연의 모든 물질은 특정한 자기 특성을 가지고 있고 외부 자기장과 특정한 방식으로 상호 작용한다는 점에서 자기적입니다.

이 기술에 사용되는 재료는 자기 특성을 고려하여 자성이라고 합니다. 물질의 자기적 특성은 미립자의 자기적 특성, 원자 및 분자의 구조에 따라 달라집니다.

자성체의 분류

자성체는 약한 자성과 강한 자성으로 나뉜다.

약자성에는 반자성체와 상자성체가 포함됩니다.

강한 자성 - 강자성체는 자기적으로 부드럽고 자기적으로 단단할 수 있습니다. 공식적으로 재료의 자기 특성의 차이는 상대 투자율로 특징지을 수 있습니다.

반자성체는 원자(이온)에 자기 모멘트가 발생하지 않는 물질을 말합니다. 외부에서 반자석은 자기장에 의해 반발됨으로써 나타납니다. 여기에는 아연, 구리, 금, 수은 및 기타 물질이 포함됩니다.

상자성체는 외부 자기장과 독립적인 자기 모멘트를 발생시키는 원자(이온)의 물질이라고 합니다. 외부적으로는 인력을 통해 상자성체가 나타납니다. 불균일 자기장… 여기에는 알루미늄, 백금, 니켈 및 기타 재료가 포함됩니다.

강자성체는 자체(내부) 자기장이 외부 자기장보다 수백, 수천 배 더 높을 수 있는 물질이라고 합니다.

각 강자성체는 자발적(자발적) 자화의 작은 영역인 영역으로 나뉩니다. 외부 자기장이 없으면 서로 다른 영역의 자화 벡터의 방향이 일치하지 않아 결과적으로 전신의 자화가 0이 될 수 있습니다.

강자성 자화 프로세스에는 세 가지 유형이 있습니다.

1. 자구의 가역 변위 과정. 이 경우 외부 필드의 방향에 가장 가까운 영역의 경계가 변위됩니다. 필드가 제거되면 도메인이 반대 방향으로 이동합니다. 가역 영역 변위 영역은 자화 곡선의 초기 부분에 위치합니다.

2. 자구의 돌이킬 수 없는 변위 과정. 이 경우 자기장의 감소에 따라 자구 사이의 경계 변위가 제거되지 않습니다. 도메인의 초기 위치는 자화 역전 과정에서 얻을 수 있습니다.

도메인 경계의 돌이킬 수 없는 변위는 외관으로 이어집니다. 자기 히스테리시스 - 자기 유도의 지연 전계 강도.

3. 도메인 순환 프로세스. 이 경우 도메인 경계의 변위 프로세스가 완료되면 재료의 기술적 포화가 발생합니다.포화 영역에서는 모든 영역이 필드 방향으로 회전합니다. 포화 영역에 도달하는 히스테리시스 루프를 경계라고 합니다.

제한 히스테리시스 회로에는 다음과 같은 특성이 있습니다. Bmax — 포화 유도; Br - 잔여 유도; Hc - 지연(강제) 힘.

Hc 값이 낮고(히스테리시스 주기가 좁음) 높은 재료 투자율 연자성이라고 합니다.

Hc(넓은 히스테리시스 루프) 값이 높고 투자율이 낮은 재료를 자기적으로 단단한 재료라고 합니다.

교류 자기장에서 강자성체를 자화하는 동안 열 에너지 손실이 항상 관찰됩니다. 즉, 재료가 가열됩니다. 이러한 손실은 히스테리시스 및 와전류 손실… 히스테리시스 손실은 히스테리시스 루프의 면적에 비례합니다. 와전류 손실은 강자성체의 전기 저항에 따라 달라집니다. 저항이 높을수록 와전류 손실이 낮아집니다.

자기적으로 연하고 자기적으로 단단한 재료

연자성 재료에는 다음이 포함됩니다.

1. 기술적으로 순수한 철(전기 저탄소강).

2. 전기 기술 규소강.

3. 철-니켈 및 철-코발트 합금.

4. 연자성 페라이트.

저탄소강(기술적으로 순수한 철)의 자기적 특성은 불순물 함량, 변형으로 인한 결정 격자의 왜곡, 입자 크기 및 열처리에 따라 달라집니다. 저항이 낮기 때문에 상업적으로 순수한 철은 전기 공학에서 주로 DC 자속 회로에 거의 사용되지 않습니다.

전기 기술 규소강은 대량 소비를 위한 주요 자성 재료입니다. 철-실리콘 합금입니다. 실리콘과 합금하면 보자력을 줄이고 저항을 높일 수 있습니다. 즉, 와전류 손실을 줄일 수 있습니다.

개별 시트 또는 코일로 공급되는 강판과 코일로만 공급되는 스트립강은 자기 회로(코어) 제조용 반제품입니다.

자기 코어는 스탬핑 또는 절단으로 얻은 개별 플레이트 또는 스트립에서 감아 서 형성됩니다.

그들은 니켈-철 퍼말로이드 합금이라고합니다. 약한 자기장 영역에서 초기 투자율이 큽니다. Permalloy는 소형 전력 변압기, 초크 및 릴레이의 코어에 사용됩니다.

페라이트는 철보다 1010배 높은 저항을 가진 자성 세라믹입니다. 페라이트는 주파수가 증가해도 자기 투자율이 실질적으로 감소하지 않기 때문에 고주파 회로에 사용됩니다.

페라이트의 단점은 낮은 포화 유도 및 낮은 기계적 강도입니다. 따라서 페라이트는 일반적으로 저전압 전자 장치에 사용됩니다.

자기적으로 단단한 재료는 다음과 같습니다.

1. Fe-Ni-Al 합금을 기반으로 하는 자기적으로 단단한 재료를 주조합니다.

2. 분말을 압착하여 열처리한 분말 고체 자성체.

3. 경자성 페라이트. 자기적으로 단단한 재료는 영구자석 재료영구 자기장이 필요한 전기 모터 및 기타 전기 장치에 사용됩니다.