Магнитомягкие резины

[Vesper]

Предположим, что мы намешали в резину железо-никелевый порошок.

Очевидно, что магнитная проницаемость будет ниже, чем у чистого сплава, так как магнитные диполи связаны с частицами, и общая плотность магнитного момента будет разбавлена резиной.

Но точно так же снизится и предельное значение намагниченности, разве нет?

Однако в Интернет можно найти как графики, по которым предельное значение снижается (для других материалов), так и графики, по которым оно не снижается (для железо-никелевого сплава). Возможно, оно снижается только при очень низких концентрациях.

Кто-нибудь может объяснить, в чем дело?

[profrotter]

Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: в подходящий раздел.

[Xey]

Vesper в сообщении #1297076 писал(а):

общая плотность магнитного момента будет разбавлена резиной.

Размеры магнитных доменов и частиц мелкого порошка это единицы микрометров.
Может, прослойка резины облегчает поворот частиц?
Надо бы посмотреть про магнитные жидкости.

[Vesper]

К сожалению, не могу ничего сказать о размере частиц порошка. Он разный бывает. Какой приведен на графике - неизвестно. Да и графики бывают слегка разные. Но в основном похожи.



Если бы максимальная намагниченность была пропорциональна начальной магнитной восприимчивости, то нижняя кривая добралась бы только до одного килогаусса. А она добирается до восьми и продолжает идти вверх. Хотя заметно, что до 14 она все-таки не дойдет.

Я не очень понимаю, как это связано с размером частиц.

[Vesper]

На этой странице под номером 10 приведена кривая намагничивания для того же сплава в чистом виде. Сходство весьма отдаленное.

Я, в общем, могу предположить, что частицы действуют сообща, и напряженность поля H, которая их намагничивает - это совсем не то же самое, что внешнее поле, а создается в результате добавок соседних частиц. В сплошном металле этот эффект выражен еще сильнее. Тут можно написать какое-нибудь умное уравнение, но я пока не понимаю, какое.

И еще не совсем понятно, зачем брать пермаллой, когда можно взять порошок чистого железа, да еще и дешевле. Будет ли от этого какое-нибудь ухудшение магнитных свойств? Механические свойства у железа явно лучше.

[Vesper]

Предположим, что мы находимся на линейном участке кривой, где $B=k{\mu_0}H-B_0$. При этом B складывается из ${\mu_0}H$ и некоторой добавки от металла Z(B). Решаем уравнение, получаем $Z(B)=B-\frac{B+B_0}{k}$. Предположим, что при добавлении резины формула превращается в $B={\mu_0}H+{\rho}Z(B)$, где $\rho$ - безразмерная плотность металла. Решаем уравнение $B={\mu_0}H+\rho\frac{B(k-1)-B_0}{k}$, получаем $B\frac{k-\rho(k-1)}{k}={\mu_0}H-\frac{{\rho}B_0}{k}$ и

$$B=\frac{k{\mu_0}H-{\rho}B_0}{k-\rho(k-1)}$$

Индукция насыщения домножается на одну величину, а проницаемость - совсем на другую.

Есть ли комментарии?

[amon]

Про резину ничего не знаю. С мелкими ферромагнитными частицами всё сложно. Посмотреть можно например здесь. Возможно, что пермаллой используют для того, что бы избежать резкой зависимости свойств композита от размера и формы частичек ферромагнетика.

[Vesper]

А вот экспериментальная проверка: раз, два. Получается, что моя формула дает пятикратно заниженное значение.

Так что для моих деталей больше подходят пермендюр и альсифер.