МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО НАЗНАЧЕНИЯ - МАГНИ́ТНЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ СПЕЦИАЛИЗИ́РОВАННОГО НАЗНАЧЕ́НИЯ, магнитные материалы, имеющие узкие области применения, благодаря высоким значениям одного, иногда двух параметров. К числу таких материалов относятся: материалы с прямоугольной петлей гистерезиса, ферриты для устройств СВЧ, магнитострикционные материалы (см. МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ), термомагнитные материалы (см. ТЕРМОМАГНИТНЫЕ СПЛАВЫ), материалы с постоянным значением магнитной проницаемости в слабых полях.
Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса
Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) широко применяются в разнообразных запоминающих и логических устройствах вычислительной техники, автоматики, аппаратах телеграфной связи, в многоканальных импульсных системах радиосвязи. Сердечники из материала с ППГ имеют два устойчивых магнитных состояния, соответствующих различным направлениям остаточной магнитной индукции. Запись и считывание информации осуществляется переключением сердечника из одного магнитного состояния в другое с помощью импульсов тока, создающих требуемую напряженность магнитного поля.
Основным параметром таких материалов является коэффициент прямоугольности петли гистерезиса Кпу, представляющий собой отношение остаточной индукции Br к максимальной индукции Bmax:
Кпу = Br/Bmax
Коэффициент прямоугольности должен приближаться к единице. Для обеспечения быстрого перемагничивания сердечников материалы с ППГ должны иметь небольшой коэффициент переключения Sq, численно равный количеству электричества на единицу толщины сердечника, которое необходимо для перемагничивания его из одного состояния остаточной индукции в противоположное состояние максимальной индукции. Кроме того, материалы с ППГ должны обеспечивать малое время перемагничивания, термостабильность магнитных характеристик, т.е. иметь высокую температуру Кюри (см. КЮРИ ТОЧКА).
Наиболее широко используются ферриты с ППГ. Их разделяют на два вида: со спонтанной и с индуцированной прямоугольностью петли гистерезиса. В первом случае ППГ обусловлена составом и условиями обжига, эти ферриты получили наиболее широкое применение. Во втором случае ППГ образуется в результате термомагнитной обработки. Ферриты со спонтанной прямоугольностью петли гистерезиса получают введением в их состав Na, Mg, Mn, что позволяет поднять коэффициент прямоугольности до 0,9. Введение в состав феррита оксида цинка или кальция повышает коэффициент ППГ до 0,94, одновременно увеличивается индукция и снижается коэрцитивная сила.
Ферриты для устройств СВЧ
Для управления потоком энергии (переключение потока энергии с одного направления на другое, изменение фазы колебаний, поворот плоскости поляризации волны, частичное или полное поглощение мощности потока) в качестве твердых материалов применяют ферриты СВЧ. Магнитными характеристиками ферритов можно управлять с помощью внешнего магнитного поля. В СВЧ-технике используют ряд эффектов, основанных на взаимодействии электромагнитной волны с магнитными моментами атомов (ионов) СВЧ ферритов. К ним относятся: магнитооптический эффект Фарадея (см. ФАРАДЕЯ ЭФФЕКТ), эффект ферромагнитного резонанса (см. ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС), изменение внешним магнитным полем значения магнитной проницаемости феррита.
СВЧ ферриты должны иметь узкую ширину линии ферромагнитного резонанса, высокое удельное сопротивление(106-108Ом.м), минимальный тангенс угла диэлектрических потерь (10-3-10-4), возможно меньшее значение магнитных потерь вне области резонанса, обеспечивающее малое затухание в феррите, температурную стабильность свойств и возможно большее значение точки Кюри (см. КЮРИ ТОЧКА). Кроме этого материал должен обладать высокой чувствительностью к управляющему полю, что позволяет использовать для управления сравнительно слабые поля. Для разных участков диапазона СВЧ к ферритам предъявляют различные требования.
В качестве ферритов СВЧ используются магний-марганцевые ферриты с большим содержанием оксида магния. Для некоторых целей (в диапазоне длин волн 0,8-2см) применяют литий-цинковые ферриты. Для длин волн 5 см и более используют ферриты с низкой индукцией насыщения, что достигается заменой части ионов железа ионами хрома или алюминия. Применяются никель-цинковые ферриты и ферриты сложного состава (полиферриты). Особое место среди материалов для СВЧ занимают феррогранаты (см. ФЕРРОГРАНАТЫ) иттрия.
Конфигурация и размеры ферритового изделия определяются принципом действия прибора и зависят от свойств материала.
Материалы с постоянным значением магнитной проницаемости в слабых полях.
К этим сплавам относится тройной сплав железо-никель-кобальт (45% Ni, 30% Fe, 25% Co), называемый перминвар (см. ПЕРМИНВАР). Более высокой стабильностью магнитной проницаемости обладают изопермы - сплавы, представляющие собой твердые растворы железа и никеля с медью или алюминием. Магнитная проницаемость изопермов н= 30-80 и мало изменяется в магнитных полях до Н = 500А/м. Но удельное сопротивление этих сплавов невысокое.