Кобальт. Застосування металу кобальт у виробництві постійних магнітів

КОЛЬОРОВІ МЕТАЛИ І СПЛАВИ

Written by:

Постійні магніти являють собою тіла з магнітотвердого матеріалу, що характеризуються високою залишковою магнітною індукцією та здатністю зберігати намагніченість тривалий час. Основною властивістю постійних магнітів є притягування виробів із заліза та його сплавів, вони мають два полюси – північний та південний, біля яких магнітне поле найбільше. Постійні магніти знайшли своє основне застосування як джерела магнітного поля, що не споживають енергію.

Слід зазначити, що зберігати свої магнітні властивості після лише одноразового заряду здатні небагато металів, відноситься до них і метал кобальт. Намагнічування – процес, при якому металева заготівля вперше набуває властивостей постійного магніту, наприклад, після знаходження в магнітному полі потужного електромагніту або всередині контуру, через який проходить сильний постійний електричний струм. Як відомо, до сплавів, з яких виробляють магніти, пред’являються досить суворі вимоги – вони повинні бути стійкими до вібрацій та високої температури, піддаватися будь-якій механічній обробці та володіти опором до розмагнічування (великою коерцитивною силою). Висока температура руйнує феромагнітні властивості намагніченого матеріалу, однак для різних металів цей показник (точка Кюрі) різний. Так, сталь розмагнічується при температурі 769 °C, нікель – при 358 °C, а кобальт – при більше 1121 °C. Таким чином, кобальтові зливки, додані до того чи іншого металу, дозволяють останньому надовго зберегти магнітні якості при високій температурі, вібраціях, і збільшує його опір розмагнічування.

Сплав залізо-нікель-алюміній-кобальт – характеризується показниками: Br – 9-11 кГс, Нс – 0,5-0,9 кЕ. Br – намагніченість, величина, що характеризує силу магніту. Hc – величина зовнішнього магнітного поля, необхідна для повного розмагнічування магніту. Високоерцитивний стан таких магнітів досягається рахунок охолодження в магнітному полі, вони відрізняються найкращими магнітними властивостями, але при цьому є дуже твердими і непластичними, можуть оброблятися тільки шліфуванням або електроіскровим способом. Постійні магніти із сплаву залізо-нікель-алюміній-кобальт, володіючи практично найвищою температурною та тимчасовою стабільністю, мають і досить високу вартість, тому застосовуються вони, в основному, тільки у військовій промисловості, а також у деяких виробах, що вимагають для своєї роботи дуже високої температури.

Сплав самарій-кобальт – має максимальну анізотропію та характеризується показниками: Br – 7-10 кГс, Нс – 18-12 кЕ. Анізотропія магніту – неоднорідність намагнічування залежно від кристалічних ґрат. Магніти з даного сплаву виготовляються за порошковою технологією, проте, через підвищену хімічну активність самарію, всі стадії виробництва (сплавлення, виготовлення порошку, формування пресованих брикетів і спікання за високої температури) здійснюється в атмосфері інертного газу. Пресування брикетів проводиться в магнітному полі, а для надання магніту більшої щільності і 100% магнітної структури проводиться термообробка, після чого вироби шліфуються спеціальним алмазним інструментом. Постійні магніти зі сплаву самарій-кобальт мають ряд переваг, серед яких: діапазон робочої температури від -500 до +3500 °C, температура, при якій втрачаються магнітні властивості, – вище +8000 °C, стійкі до корозії і не вимагають захисного покриття. Крім того, такі магніти є високоенергетичними, що дозволяє значно зменшувати габарити таких пристроїв, як генератори, двигуни, датчики, звуковідтворювальні апарати тощо.

Comments are closed.