Большая Советская Энциклопедия (МА)

К электротехническим сталям относятся сплавы на основе железа, легированные Si (0,3—6% по массе); сплавы содержат также 0,1—0,3% Mn. Стали вырабатываются горячекатаные — изотропные, и холоднокатаные — текстурованные. Потери энергии при перемагничивании текстурованной стали ниже, а магнитная индукция выше, чем горячекатаной. Электротехнические стали применяют в производстве генераторов электрического тока, трансформаторов, электрических двигателей и др.

Для улучшения магнитных свойств все холоднокатаные магнитно-мягкие сплавы и стали подвергают термической обработке (при 1100—1200 °С) в вакууме или в среде водорода. Сплавы Fe — Со, Fe — Ni и Fe — Al склонны упорядочивать структуру при температурах 400—700 °С, поэтому в этой области температур для каждого сплава должна быть своя скорость охлаждения, при которой создаётся нужная структура твёрдого раствора.

К М.-м. м. специального назначения относятся термомагнитные сплавы , служащие для компенсации температурных изменений магнитных потоков в магнитных системах приборов, а также магнитострикционные материалы , с помощью которых электромагнитная энергия преобразуется в механическую энергию.

В таблице приведены характеристики наиболее распространённых М.-м. м.

Основные характеристики важнейших магнито-мягких материалов

Марка материала	Основной состав, % (по массе)	Bs ·10^–^3 , гс	Tk , °C	r·10^6 , ом·см	µa ·10^–^3 , гс/э	µmax ·10^–^3 , гс/э	Hc , э	Потери на гистерезис при B = 5000 гс , эрг/см^3
80 НМ (суперпермаллой)	80Ni, 5Mo, ост. Fe	8	400	55	100	1000	0,005	10
79 НМ (молибденовый пермаллой)	79Ni, 4Mo, ост. Fe	8	450	50	40	200	0,02	70
50 Н	50Ni, ост. Fe	15	500	45	5	40	0,1	150
50 НП^1	50Ni, ост. Fe	15	500	45		100	0,1	600 (при B = 15000 гс)
40 НКМП (перминвар прямоугольный)^2	40Ni, 25Co, 4Mo, ост. Fe	14	600	63		600	0,02	200 (при B = 14000 гс )
40 НКМЛ (перминвар линейный)^3	40Ni, 25Co, 4Mo, ост. Fe	14	600	63	2	2,0+ (<15%)	–	–
47 НК (перминвар линейный)^3	47Ni, 23Co, ост. Fe	16	650	20	0,9	0,90+ (<15%)	–	–
49 КФ–ВИ (пермендюр)	49Co, 2V, ост. Fe	23,5	980	40	1	50	0,5	5000
16 ЮХ	16Al, 2Cr, ост. Fe	7	340	160	10	80	0,03	100
10 СЮ	9,5Si, 5,5Al, ост. Fe	10	550	80	35	100	0,02	30
Армко-железо	100Fe	21,5	768	12	0,5	10	0,8	5000
Э 44	4Si, ост. Fe	19,8	680	57	0,4	10	0,5	1200
Э 330	3,5Si, ост. Fe	20	690	50	1,5	30	0,2	350
Ni–Zn феррит	(Ni, Zn) O·Fe2 O3	2–3	500–150	10^11	0,05–0,5	–	1,5–0,5	–
Mn–Zn феррит	(Mn, Zn) O·Fe2 O3	3,5–4	170	10^7	1	2,5	0,6	–

Примечание: µ_a и µ_max – начальная и максимальная магнитные проницаемости магнито-мягких материалов; T k – температура Кюри; r – электрическое сопротивление; H_c – коэрцитивная сила; B_s , B_r , B_m – индукция насыщения, остаточная и максимальная в поле 8–10 э .

¹ Кристаллически текстурирован. ² После обработки в продольном магнитном поле. ³ После обработки в поперечном магнитном поле. 1 гс = 10^–4тл ; 1 э = 79,6 а/м .

Лит. см. при ст. Магнитные материалы .

И. М. Пузей.

Магнитно-твёрдые материалы

Магни'тно-твёрдые материа'лы , магнитно-жёсткие (высококоэрцитивные) материалы, магнитные материалы , которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряжённостью в тысячи и десятки тысяч а/м (10² —10³э ). М.-т. м. характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы H_c , остаточной индукции B_r , магнитной энергии (BH ) _max на участке размагничивания — спинке петли гистерезиса (см. таблицу). После намагничивания М.-т. м. остаются магнитами постоянными из-за высоких значений B_r и H_c . Большая коэрцитивная сила М.-т. м. может быть обусловлена следующими причинами: 1) задержкой смещения границ доменов благодаря наличию посторонних включений или сильной деформации кристаллической решётки; 2) выпадением в слабомагнитной матрице мелких однодоменных ферромагнитных частиц, имеющих или сильную кристаллическую анизотропию, или анизотропию формы.

М.-т. м классифицируют по разным признакам, например, по физической природе коэрцитивной силы, по технологическим признакам и другим. Из М.-т. м. наибольшее значение в технике приобрели: литые и порошковые (недеформируемые) магнитные материалы типа Fe — Al — Ni — Со; деформируемые сплавы типа Fe — Со — Mo, Fe — Со — V, Pt — Со; ферриты (гексаферриты и кобальтовый феррит). В качестве М.-т. м. используются также соединения редкоземельных элементов (особенно лёгких) с кобальтом; магнитопласты и магнитоэласты из порошков ални, альнико, ферритов со связкой из пластмасс и резины (см. Магнитодиэлектрики ), материалы из порошков Fe, Fe — Со, Mn — Bi, SmCo₅ .

Высокая коэрцитивная сила литых и порошковых М.-т. м (к ним относятся материалы типа альнико, магнико и другие) объясняется наличием мелкодисперсных сильномагнитных частиц вытянутой формы в слабомагнитной матрице. Охлаждение в магнитном поле приводит к предпочтительной ориентации у этих частиц их продольных осей. Повышенными магнитными свойствами обладают подобные М.-т. м., представляющие собой монокристаллы или сплавы, созданные путём направленной кристаллизации [их максимальная магнитная энергия (BH ) _max достигает 10⁷ гс·э ]. М.-т. м. типа Fe — Al — Ni — Со очень тверды, обрабатываются только абразивным инструментом или электроискровым методом, при высоких температурах их можно изгибать. Изделия из таких М.-т. м. изготавливаются фасонным литьём или металлокерамическим способом.

Деформируемые сплавы (важнейшие из них — комолы и викаллои) более пластичны и значительно легче поддаются механической обработке. Дисперсионно-твердеющие сплавы типа Fe — Со — Mo (комолы) приобретают высококоэрцитивное состояние (магнитную твёрдость) в результате отпуска после закалки, при котором происходит распад твёрдого раствора и выделяется фаза, богатая молибденом. Сплавы типа Fe — Со — V (викаллои) для придания им свойств М.-т. м, подвергают холодной пластической деформации с большим обжатием и последующему отпуску. Высококоэрцитивное состояние сплавов типа Pt — Со возникает за счёт появления упорядоченной тетрагональной фазы с энергией анизотропии 5·10⁷эрг/см³ . Из литых, порошковых и деформируемых М.-т. м. изготавливают постоянные магниты, используемые в измерительных приборах (например, амперметрах и вольтметрах постоянного тока), в микродвигателях и гистерезисных электрических двигателях, в часовых механизмах и др. К М.-т. м. относятся гексаферриты, то есть ферриты с гексагональной кристаллической решёткой (например, BaO·6Fe₂ O₃ , SrO·6Fe₂ O₃ ). Кроме гексаферритов, в качестве М.-т. м. применяется феррит кобальта CoO·Fe₂ O₃ со структурой шпинели , в котором после термической обработки в магнитном поле формируется одноосевая анизотропия, что и является причиной его высокой коэрцитивной силы. Магнитно-твёрдые ферриты применяются для работы в условиях рассеянных магнитных полей и в СВЧ-диапазоне. Изделия из ферритов изготовляют методами порошковой металлургии .

Основные характеристики важнейших магнито-твердых материалов

Марка материала	Основной состав, % (по массе)	Br ·10^–3 , гс	Hc , э	(BH )max , Мгс·э
У13	1,3C, ост. Fe	8	60	0,22
Е7В6	0,7C, 0,4Cr, 5,7W, 0,4Si, ост. Fe	10,4	68	0,36
ЕХ9К15М	1C, 9Cr, 15Co, 1,5Mo, ост. Fe	8,2	160	0,55
12КМВ12 (комол)	12Co, 6Mo, 12W, ост. Fe	10,5	250	1,1
ЮНД4 (ални)	25Ni, 12Al, 4Cu, ост. Fe	6,1	500	0,9
ЮНДК24 (магнико)	14Ni, 8Al, 24Co, 3Cu, ост. Fe	12,3	600	4
ЮНДК35Т5ВА (тиконал)	14Ni, 8Al, 35Co, 3Cu, 5Ti, Nb<1	10	1500	10
ПлК 76 (платинакс)	76Pt, ост. Co	7,9	4000	12
52КФ (викаллой)	52Co, 13V, ост. Fe	6	500	–
2ФК (Co феррит)	CoO·Fe2 O3	3	1800	2
1БИ (Ba феррит)	BaO·6Fe2 O3 (изотропный)	2	1700	1
3БА (Ba феррит)	BaO·6Fe2 O3 (анизотропный)	3,7	2000	3,2
3СА (Sr феррит)	SrO·6Fe2 O3 (анизотропный)	3,6	3200	3
Co5 Sm	Co5 Sm (анизотропный)	9,4	BHc =8500	21

Лит. см. при ст. Магнитные материалы .

И. М. Пузей.

Магнитно-твёрдые сплавы

Магни'тно-твёрдые спла'вы, основной вид магнитно-твёрдых материалов .

Магнитные аномалии

Магни'тные анома'лии, отклонение значений магнитного поля на поверхности Земли от его нормальных значений, то есть значений, которые характеризуют геомагнитное поле на территории, существенно превышающей территорию распространения М. а. На картах М а. изображаются с помощью линий, соединяющих точки с одинаковым значением какого-либо из элементов земного магнетизма (склонения — изогоны, наклонения — изоклины, напряжённости одной из составляющих или полного вектора — изодинамы).

По величине охватываемой территории М. а. делятся на континентальные, региональные и локальные. Континентальные М. а. распространяются на площадь 10—100 тысяч км² . Для них нормальным полем является поле однородно намагниченного шара (поле диполя). По современным представлениям, они связаны с особенностями движения вещества в ядре Земли, то есть входят в главное геомагнитное поле. Наиболее крупные континентальные М. а. известны в Восточной Сибири и в районе Зондских островов. Региональные М. а., охватывающие площадь 1—10 тысяч км² , вызываются особенностями строения земной коры (главным образом кристаллического фундамента) и выделяются на фоне главного геомагнитного поля (поле диполя + континент. М. а.) (известны на Сибирской, Восточно-Европейской платформах и в других районах), Локальные М. а. охватывают территорию от нескольких м² до сотен км² , вызываются неоднородностью строения верхних частей земной коры или особенностями намагниченности горных пород (например, вследствие удара молнии). Часто локальные М. а. связаны с залежами полезных ископаемых, поэтому их изучение с помощью магнитной разведки имеет большое практическое значение. Наиболее интенсивные М. а. наблюдаются в области залегания железных руд и других железосодержащих пород (например, Криворожская и Курская М. а. определяются залежами железистых кварцитов, М. а. в районе горы Магнитной на Урале и горы Кирунавара в Швеции связаны с залежами магнетита).

П. Н. Кропоткин, В. А. Магницкий.

Магнитные бури

Магни'тные бу'ри, сильные возмущения магнитного поля Земли, резко нарушающие плавный суточный ход элементов земного магнетизма . М. б. длятся от нескольких часов до нескольких суток и наблюдаются одновременно на всей Земле. С наибольшей интенсивностью (до ~ 5x10^{– 2}э ) они проявляются в высоких широтах. В средних широтах изменения напряжённости геомагнитного поля во время М. б колеблются в пределах от ~ 0,1 до ~ 1 а/м (~ 1·10^{– 3} —1·10^{– 2}э ). Как правило, М. б. состоят из предварительной, начальной и главной фаз, а также фазы восстановления. В предварительной фазе наблюдаются незначительные изменения геомагнитного поля (в основном в высоких широтах), а также возбуждение характерных короткопериодических колебаний поля. Начальная фаза характеризуется внезапным изменением отдельных составляющих поля на всей Земле, а главная — большими колебаниями поля и сильным уменьшением горизонтальной составляющей. В фазе восстановления М. б. поле возвращается к своему нормальному значению. В возмущённом геомагнитном поле обычно выделяют апериодическую вариацию, полярные магнитные суббури, проявляющиеся в средних широтах в виде бухтообразных возмущений, специфические короткопериодические колебания и другие виды вариаций (см. Вариации магнитные ).