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 —103 э ). 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 5·107 эрг/см 3 . 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) | B r ·10 –3 , гс | H c , 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·Fe 2 O 3 | 3 | 1800 | 2 |
1БИ (Ba феррит) | BaO·6Fe 2 O 3 (изотропный) | 2 | 1700 | 1 |
3БА (Ba феррит) | BaO·6Fe 2 O 3 (анизотропный) | 3,7 | 2000 | 3,2 |
3СА (Sr феррит) | SrO·6Fe 2 O 3 (анизотропный) | 3,6 | 3200 | 3 |
Co 5 Sm | Co 5 Sm (анизотропный) | 9,4 | BH c =8500 | 21 |
Лит. см. при ст. Магнитные материалы .
И. М. Пузей.