Композиционный магнитный материал

 

Изобретение относится к композиционным магнитным материалам для электротехнических устройств. Цель изобретения - расширение области применения композиционного магнитного материала. Предлагаемый материал содержит 5-95 об.% частиц сверхпроводящего вещества, остальное - электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества. Получены образцы композиционного магнитного материала (диамагнитодиэлектрика), содержащего в изолирующей матрице из эпоксидной смолы в качестве наполнителя смеси из 5- 95 об.% железного порошка и 5-95 об.% порошка сверхпроводящей керамики УВааСизОт-в (содержание диэлектрика 20- 30%). Материал характеризуется изменением намагниченности (восприимчивости) в диапазоне температур 77-300 К, что позволяет использовать его в качестве рабочего элемента устройств на пондемоторных силах . 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687397/02 (22) 03.03.89 (46) 15.03,92. Бюл. ¹ 10 (71) Херсонский индустриальный институт (72) И.Е,Марончук и В.И.Саенко (53) 621.318.1(088.8) (56) Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения:

Справочник/Под ред. И,М.Федорченко. Киев: Наукова думка, 1985, с,367, Авторское свидетельство СССР

¹997108,,кл. Н 01 F 1/33, 1980. (54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАГНИТНЫЙ

МАТЕ РИАЛ (57) Изобретение относится к композиционным магнитным материалам для электротехнических устройств. Цель изобретения— расширение области применения композиИзобретение относится к магнитным материалам, в частности, предназначенным для применения в качестве различных элементов электротехнических устройств.

Цель изобретения — расширение области применения композиционных магнитных материалов.

Сущность изобретения заключается в том, что в композиционном магнитном материале, содержащем электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества, 5-95 об.% ферромагнитных частиц замещены сверхпроводящими частицами.

Замещение 5 — 95 об,% ферромагнитных частиц сверхпроводящими приводит к появлению в предлагаемом материале диамагнитной составляющий восприимчивости и намагниченности и обеспечивает эффект их

„„Я2 „„1720098 А1

<5ц5 Н 01 F 1/00, С 22 С 33/02 ционного магнитного материала. Предлагаемый материал содержит 5 — 95 об.,(частиц сверхпроводящего вещества, остальное— электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества. Получены образцы композиционного магнитного материала (диама гн итодиэлектрика), содержащего в изолирующей матрице из эпоксидной смолы в качестве наполнителя смеси из 5—

95 об.7 железного порошка и 5-95 об, (, порошка сверхпроводящей керамики

УВа2Сиз07-3 (содержание диэлектрика 2030 $). Материал характеризуется изменением намагниченности (восп риимчивости) в диапазоне температур 77-300 К, что позволяет использовать его в качестве рабочего элемента устройств на пондемоторных силах, 1 табл. выключения при магнитных полях или температурах выше критических, что позволяет расширить области применения композиционных магнитных материалов.

Композиционный магнитный материал, содержащий 5 — 95 об. 7ь сверхпроводящих и

95 — 5об.% ферромагнитныхчастиц, притемпературе Т выше температуры сверхпроводящего перехода или при напряженности магнитного поля Н выше критической Hcz является обычным магнитодиэлектриком.

Однако при Т < Tc и Н < Hc2 он приобретает в дополнение к ферромагнитной составляющей восприимчивости еще диамагнитную составляющую. B этом случае общая восприимчивость может быть или положительной величиной (для 70 — 95 об. ф> замещения) или близкой к нулю (для 30 — 70 об. 7 замещения). Однако в любом случае при температу1720098 ре и напряженности магнитного поля выше критических восприимчивость материала испытывает скачок. Это явление связано с управляемым магнитным полем или температурой, переходом сверхпроводящих частиц в нормальное состояние и потерей ими диамагнетизма.

Замещение менее 5 об, ферромагнитных частиц сверхпроводящими делает скачок намагниченности и восприимчивости слабым и трудно воспроизводимым вследствие неравномерного распределения сверхпроводящих частиц.

Замещение свыше 95 об. ферромагнетика также приводит к плохой воспроизводимости скачка из-за неоднородного распределения ферромагнетика, и, кроме того, свойства материала становятся аналогичными свойствам чисто сверхпроводящего композита.

Магнитные свойства предлагаемого материала особенно проявляются при замещении 50-75 об. ферромагнетика сверхпроводником. В этом случае, например, композит втягивается в магнитное поле при температуре и напряженности магнитного поля выше критических и выталкивается из магнитного поля при снижении температуры и напряженности поля ниже критических.

В том же диапазоне предлагаемый материал при температуре и напряженности магнитного поля выше критических является магнитодиэлектриком с проницаемостью (и восприимчивостью) ус =к =5 — 100. При температуре и напряженности поля ниже критических композит переходит в состояние с отрицательной восприимчивостью к=

=-0,5...0,8 и имеет проницаемость меньше единицы,и =0,5-0,2.

Более широкий диапазон изменения и возможность управления восприимчивостью и намагниченностью (от ферромагнитной до диамагнитной),температурой или полем существенно расширяет область применения предлагаемого материала по сравнению с магнитодиэлектриками, в связи с чем он может быть назван диамагнитодиэлектриком.

Композиционный магнитный материал диамагнитодиэлектрик изготавливают по стандартной технологии для магнитодиэлектриков, т.е. смесь частиц диаметром 1500 мкм из 95 — 5 об. ферромагнитных и

5 — 95 об. сверхпроводящих (и диамагнитных при Т < Т и Н < Н д) частиц смешивают и распределяют в изолирующей матрице (пластмассе, стекле и т.п,).

Примеры предлагаемого и известного материалов приведены в таблице.

В качестве частиц ферромагнитного вещества в примерах испольэовали порошкообразное железо, а в качестве сверхпроводящих частиц — порошок сверхпроводящей керамики УВагСиз01-s в матрицах из изолирующего материала (эпоксидная смола, полиметилакрилат, полиэтилен, воск). Доля диэлектрика в испытуемых образцах составляла 20 — 30;4, хотя количество диэлектрика и его тип не влияет на достижение цели изобретения.

Образцы были изготовлены в виде дисков диаметром 11 мм и толщиной 3 мм, Определяли намагниченность образцов по силе выталкивания (втягивания) их в неоднородном магнитном поле при температурах 77 и 300 К, Ошибка в определении силы составляла - 5 МГс.

Как следует из таблицы, в то время как известный материал (пример 4) при обеих температурах испытания имеет одну и ту же намагниченность (одинаковая сила втягивания), предлагаемый материал (примеры 1-3) характеризуются изменением намагниченности выше ошибки измерения. В частности, образец по примеру 1 втягивается в магнитное поле при 77 К на 10 + 5 мГс слабее, чем при 300 К, т.е. фиксируется изменение намагниченности выше ошибки измерения, Для образца по примеру 3 сильное выталкивание (+600 мГс) при 77 К сменяется измеримым (-10 + 5 мГс) втягиванием в магнитное поле при 300 К.

Образец по примеру 2 имеет существенную силу выталкивания (+150 мГс) при 77 К и большую силу втягивания (-700 мГс) при 300 К.

Таким образом, предлагаемый композиционный магнитный материал в отличие от известного способен изменять намагниченность (и пропорциональную ей восприимчивость) при изменении от температуры ниже Т до температуры выше Тс, Кроме того, поскольку сверхпроводимость подавляется магнитным полем с напряженностью выше критической, предлагаемый материал обладает также возможностью управления восприимчивостью по магнитному полю.

Свойства предлагаемого композиционного магнитного материала (диамагнитодиэлектрика) позволяют использовать его в качестве рабочего элемента устройств, основанных на пондемоторных силах с управлением его свойствами по температуре и магнитному полю вплоть до изменения знака магнитной восприимчивости, что расширяет область применения композиционных магнитных материалов.

1720098

Остальное

20

Редактор А.Огар Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Заказ 774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Композиционный магнитный материал, содержащий электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения 5 области его применения, он дополнительносодержит частицы сверхпроводящего вещества при следующем соотношении компонентов, об, ;

Частицы сверхпроводящего вещества 5 — 95

Электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества