Большая Советская Энциклопедия (МА)
Шрифт:
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
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.
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– 2э ) 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– 2э ). 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 ).
М. б. вызываются потоками солнечной плазмы из активных областей Солнца, накладывающимися на спокойный солнечный ветер . Поэтому М. б. чаще наблюдаются вблизи максимумов 11-летнего цикла солнечной активности . Достигая Земли, потоки солнечной плазмы увеличивают сжатие магнитосферы, вызывая начальную фазу М. б., и частично проникают внутрь магнитосферы Земли. Попадание частиц высоких энергий в верхнюю атмосферу Земли и их воздействие на магнитосферу приводят к генерации и усилению в ней электрических токов, достигающих наибольшей интенсивности в полярных областях ионосферы, с чем связано наличие высокоширотной зоны магнитной активности. Изменения магнитосферно-ионосферных токовых систем проявляются на поверхности Земли в виде иррегулярных магнитных возмущений.
Попавшие во время М. б. в радиационный пояс Земли солнечные протоны с энергиями от 1,6·10– 16 до 1,6·10– 14дж. (от 1 до 100 кэв ) создают на расстоянии 3—6 радиусов Земли от её центра экваториальное токовое кольцо, магнитное поле которого ослабляет геомагнитное поле в главной фазе М. б. Распад кольцевого тока в результате столкновений протонов с нейтральными атомами водорода атмосферы Земли и возникновения неустойчивостей в плазме приводят к экспоненциальному затуханию магнитного поля тока в фазе восстановления М. б.
М. б. — одно из основных проявлений более общего геофизического процесса — магнитосферной бури. Она сопровождается возникновением в верхней атмосфере Земли полярных сияний, ионосферных возмущений, рентгеновского и низкочастотного излучений. Во время М. б. существенно изменяются параметры слоев ионосферы, отражающих и поглощающих радиоволны (высота их расположения, концентрация электронов и другие). В результате возникают значительные помехи в коротковолновой радиосвязи. Во время магнитных возмущений происходит также разогрев верхней атмосферы и передача теплоты вниз, в тропосферу, что способствует развитию в ней циркуляционных движений и возникновению циклонов.