Materiale utilizate in sisteme I. T

nu ºi suficienta apariþiei feromagnetismului.

2.3.2. CURBA DE MAGNETIZARE. PERMEABILITATEA

Din punct de vedere macroscopic, materialele feromagnetice se carac­terizeazã prin curbele de magnetizare B = f(H) (fig. 2.9), caracteristici care conform (2.3) au o formã asemãnãtoare dependenþei M = f(H). La magnetizarea în curent continuu se obþine curba de primã magnetizare (curba 1) în câmpuri variabile obþinîndu-se curbe de histerezis determinate de dependenþa neliniarã ºi neunivocã dintre inducþie ºi câmp. Principalele mãrimi caracteristice ale curbelor de magnetizare sunt: inducþia ºi câmpul maxim (Bm,Hm), inducþia ºi câmpul de saturaþie (Bs, Hs), inducþia remanentã (Br) ºi câmpul coercitiv (Hc).

Caracterizarea materialului feromagnetic în jurul unei anumite stãri definite printr-o pereche de valori B, H, se face prin urmãtoarele permeabilitãþi magnetice relative (fig. 2.10):

Permeabilitatea relativã staticã (absolutã):
µ § 2.10
care variazã cu H, atingînd un maxim ºitinzînd spre 1 cînd H¡æá (fig 2.11).

Permeabilitatea,-magneticã relativã diferenþialã (incrementalã)

µ § 2.11
care este proporþionalã cu panta curbei de magnetizare faþã de axa absci­selor, la variaþia lui H în sens direct.

Permeabilitatea magneticã relativa reversibilã:

µ § 2.12
care este proporþionalã cu panta ciclului de histerezis reversibil minor a cãrui vîrf se afla în punctul de coordonate B,H. De regulã ìr.rev.< ìr.dif. Ea atinge un maxim la H = 0, unde se confundã cu permeabilitatea relativã iniþialã.

Permeabilitatea magneticã relativã iniþialã:

µ § 2.13
Permeabilitatea relativã dinamicã
µ § 2.14
care apare în regim nestaþionar ºi este proporþionalã cu panta medie a ciclului de histerezis descris în jurul punctului caracteristic stãrii considerate. Datoritã vâscozitãþii magnetice, determinatã de faptul cã în regim nestaþionar variaþiile inducþiei nu pot urmãri instantaneu variaþiile câmpului, permeabilitatea dinamicã are valori mai mici decât cele din regim staþionar, care scad cu creºterea frecvenþei.
Permeabilitatea magneticã relativã permanentã:
µ § 2.15
care este proporþionalã cu panta unui ciclu de histerezis a cãrui bazã se aflã. pe curba de demagnetizare a unui magnet permanent (fig. 2.12). Prezintã importanþã în cazul magneþilor permanenþi supuºi unei magnetizãri suplimentare.

Permeabilitatea relativã efectivã caracterizeazã circuitele magnetice realizate dintr-o bobinã în care se aflã un miez magnetic cu intrefier (fig. 2.13). Notînd cu lm ºi Am lungimea, respectiv secþiunea miezului magnetic, cu lä ºi Aä ¡ª lungimea, respectiv secþiunea întrefierului, cu l ¡ª lungimea totalã a circuitului magnetic, cu observaþia cã la µ § avem µ §, cu N numãrul de spire al bobinei, se pot scrie valorile inductivitãþii bobinei fãrã întrefier:

µ § 2.16
ºi cu intrefier:

µ § 2.17

Comparînd relaþiile (2.16) ºi (2.17), rezultã cã prezenþa întrefierului este echivalentã micºorãrii permeabilitãþii relative. Prin analogie cu (2.16), se introduce noþiunea de permeabilitate efectivã:
µ § 2.18
Þinînd seama cã µ § în cazul întrefierurilor mici ºi notînd cu ó ¡ª factorul de demagnetizare:

µ § 2.19

permeabilitatea efectivã este:

µ § 2.20

Se remarcã faptul cã dacã µ §, condiþie ce se poate realiza în special prin creºterea întrefierului, µ §, deci inductivitatea devine independentã de natura materialului magnetic.

2.3.3. INFLUENÞA TEMPERATURII ASUPRA PROPRIETÃÞILOR FEROMAGNETICILOR

Creºterea temperaturii unui material feromagnetic intensificã miºcarea de agitaþie termicã a particulelor, îngreunînd orientarea momentelor magnetice spontane ale domeniilor Weiss în direcþia câmpului exterior; drept urmare, magnetizaþia scade cu creºterea temperaturii (fig. 2.14). La o anumitã temperaturã (temperatura Curie ¡ª constantã de material), energia termicã a reþelei depãºeºte energia interacþiunii de schimb, domeniile de magnetizare spontanã dispar, materialul devine paramagnetic, comportarea lui funcþie de temperatura desfãºurîndu-se conform legii Curie¡ªWeiss (2.5). Temperaturile Curie ale principalelor elemente feromagnetice sunt: Fe 770°C, Ni 362°C, Co 1127°C, Gd 17°C.

Permeabilitãþile relative variazã neliniar atât cu temperatura, cât ºi cu câmpul, motiv pentru care este dificilã definirea unui coeficient general de temperaturã a permeabilitãþii. De regulã se defineºte coeficientul de tempera­turã a permeabilitãþii iniþiale, care are o valoare aproximativ constantã în domeniul 0 ... 70°C:

µ §µ § 2.21

în unele cazuri se utilizeazã factorul de temperaturã al permeabilitãþii.

2.3.4. INFLUENÞA FRECVENÞEI ASUPRA PROPRIETÃÞILOR FEROMAGNETICILOR.

In domeniul frecvenþelor joase, permeabilitatea relativã iniþialã a materialelor feromagnetice se pãstreazã practic constantã. Cu creºterea frecvenþei, atât datoritã „vâscozitãþii magnetice", cât ºi din cauza pierderilor de putere activã, permeabilitatea iniþialã scade (curbele de histerezis sunt tot mai înclinate). Frecvenþa criticã de la care apare modificarea permeabilitãþii iniþiale este:

µ § 2.22

unde ìi, ó ºi D reprezintã respectiv permeabilitatea relativã iniþialã în regim static, conductivitatea electricã ºi grosimea tolei. Peste aceastã frecvenþã, permeabilitatea iniþialã scade proporþional cu µ §(fig- 2.15).

2.3.5. VARIAÞIA ÎN TIMP A PROPIETÃÞILOR FEROMAGNETICILOR

Un material feromagnetic, cu permeabilitatea relativã iniþialã ìi, magnetizat, poate fi demagnetizat în mai multe moduri: prin încãlzire peste temperatura Curie, prin demagnetizare în câmp alternativ continuu scãzãtor etc. In urma demagnetizãrii, valoarea permeabilitãþii relative iniþiale creºte, fenomen numit acomodare. In timp, permeabilitatea revine la valoarea iniþialã, fenomen denumit dezacomodare; de regulã, dezacomodarea se desfãºoarã dupã o lege exponenþialã (fig. 2.16). Aprecierea dezacomodãrii se face prin factorul de dezacomodare, care reprezintã variaþia relativã a permeabilitãþii iniþiale într-o decadã, luând ca origine valoarea iniþialã a permeabilitãþii mãrite:

µ § 2.23

Dezacomodarea este un efect negativ, care poate fi înlãturat prin aliere (fapt ce duce uneori la mãrirea pierderilor). Menþionam faptul cã dezacomodarea nu este identicã cu “îmbãtrînirea" magneþilor permanenþi, fenomenele avînd cauze fizice diferite.

2.3.6. INFLUENÞA IMPURITÃÞILOR ASUPRA PROPRIETAÞILOR FEROMAGNETICILOR

Impuritãþile, fie în amestec, fie in structura feromagneticilor, influenþeazã în mod esenþial proprietãþile lor.

O serie de elemente sau substanþe (careurile metalelor, materialele metalice neferomagnetice etc), deformeazã reþeaua cristalinã, producând tensiuni mecanice interne, care duc atât la îngreunarea deplasãrii pereþilor Bloch, cât mai ales la revenirea lor în poziþia iniþialã aferentã unei energii minime; ca urmare, creºte atât inducþia remanentã cât ºi câmpul coercitiv, efect favorabil proprietãþilor magneþilor permanenþi.

Impuritãþi sub forma Ni, Co, Cr, Mo în fier, duc la creºterea permeabi­litãþii magnetice, scãderea câmpului coercitiv, mãrirea inducþiei de saturaþie, efecte favorabile materialelor magnetice moi utilizate în construcþia miezu­rilor magnetice.

Siliciul în aliaj cu fierul mãreºte relativitatea electricã a materialului, ducînd la scãderea pierderilor prin curenþi turbionari.

In general, nu existã relaþii analitice care sã reflecte influenþa impuri­tãþilor asupra proprietãþilor feromagneticilor, interdependenþele fiind deter­minate pe cale experimentalã ºi prezentate sub formã graficã.

2.4. FERIMAGNETISMUL

2.4.1. MODELUL FIZIC

Din (2.7) se constatã cã o a doua soluþie posibilã de caracterizare a stãrii în care se aflã un sistem de particule ce au moment magnetic elementar spon­tan mp, poate fi definitã printr-o funcþie de undã simetricii Øsim - stare corespunzãtoare orientãrii antiparalele a momentelor mp. Pentru ca aceastã stare sã fie stabilã, este necesar ca wsim < wasim, condiþie care conform (2.8) se poate realiza numai dacã integrala de schimb A este negativã. Materialele la care, pentru atomii imediat vecini se realizeazã A < 0, sunt materiale anti-feromagnetice sau ferimagnetice. Structura acestor douã tipuri de materiale conþine douã (sau mai multe) subreþele magnetice, având magnetizare spon­tanã cu momente magnetice orientate antiparalel. Modelul cel mai simplu reprezentat în figura 2.17 este format din douã subreþele cubice, constituite din atomii X ºi Y cu momente magnetice elementare mx, respectiv my.

Cazul |mx| = |my| corespunde antiferomagnerismului. La temperaturi foarte scãzute ºi în lipsa unui câmp magnetic exterior, momentele celor douã subreþele se compenseazã total, materialul apãrînd nemagnetic din punct de vedere macroscopic. Cu creºterea temperaturii, datoritã agitaþiei termice, apare o abatere de la orientarea perfect antiparalelã; în prezenþa unui câmp exterior, momentele elementare tind sã se orienteze dupã acea direcþie mx ºi my care formeazã cel mai mic unghi cu orientarea câmpului ¡ª magnetizaþia corpului devenind nenulã. Dupã depãºirea unei temperaturi critice TN, temperaturã: Neel, ordinea antiparalelã se distruge ºi materialul devine paramagnetic ¡ª supunîn-: du-se legii (2.5). Materialele antiferomag- netice nu prezintã importanþã practicã.

Cazul |mx| = |my| corespunde ferimag- netisimilui. Momentele magnetice elemen- tare ale subreþelelor necompensîndu-se total, rezultanta lor determinã un moment mag- netic spontan care este ordonat omoparalel pe domenii Weiss. Magnetizarea în prezenþa unui câmp magnetic exterior se realizeazã la fel ca la feromagnetici, prin deplasarea pereþilor Bloch. Din acest motiv, ferimagneticii au dependenþele M =f(H), B=f(H), M=f(T) asemãnãtoare cu cele ale feromagneticilor.

Materialele ferimagnetice, sau feritele, au în numeroase cazuri formula chimicã generalã µ § unde M este un element bivalent (Mn, Zn, Ni, Cd, Fe, Mg, Ba) sau o combinaþie metalicã de elemente mono- bi- sau trivalente care sã echivaleze cu un element bivalent. Feritele au o largã uti­lizare tehnicã.

2.4.2. STRUCTURA FERITELOR

Feritele prezintã trei tipuri principale de structuri cristaline: structurã spinelicã, hexagonalã ºi structurii tip granat.

Structura spinelicã este caracteristicã feritelor de tipul µ § . Datoritã faptului cã razele cationilor metalului caracteristic (M2+) ºi a fierului, trivalent sunt mult mai mici decât raza anionilor de oxigen, aceºtia se distribuie în reþeaua cristalinã a feritei în interstiþiile formate de ionii oxigenului, dând naºtere unei reþele cu simetrie cubicã ¡ª reþeaua spinelicã (spinelii fiind minereuri de tipul MgAl2O4).

Celula elementarã a reþelei spinelice (fig. 2.18) este formatã din 8 molecule. Ea poate fi împãrþitã în 8 octante, caracterizate fiecare printr-un anumit tip de structurã S1 sau S2 (octantele care au doar o singurã latura comunã, prezentând acelaºi tip de structurã). în figura 2.19 este prezentatã aºezarea ionilor în douã octante alãturate. Ionii de oxigen fiind aºezaþi pe diagonalele principale ale cubului de laturã a/2, formeazã douã tipuri de interstiþii în centrul cãrora se aflã cationii metalici: interstiþii tetraedrice ¡ª tip A (cationul aflîndu-se în centrul unui tetraedru regulat format din patru anioni de oxigen) ºi interstiþii octaedrice ¡ª tip B (cationul aflându-se în centrul unui octaedru regulat format din ºase anioni de oxigen). Celula elementarã conþine 64 de interstiþii tetraedrice ºi 32 interstiþii octaedrice, din care, într-o reþea nor­malã, sunt ocupate doar 8, respectiv 16 interstiþii.

Anionii de oxigen, împreunã cu cationii din poziþiile octaedrice, formeazã o reþea cubicã a cãrei unitate elementarã denumitã spinel este un cub cu

latura a/4 (fig. 2.20). Din figura 2.19, se observã cã spinelul este format din cei trei cationi plasaþi pe diagonalele principale ale cubului de laturã a/2 ºi un anion de oxigen dispus de asemenea pe o diagonalã principalã. Pe diagonalele principale ale spinelului, în exteriorul cubului elementar se aflã cationii din interstiþiile tetraedrice.

In funcþie de distribuþia pe interstiþii tetraedrice si octaedrice a cationilor fierului trivalent ºi a metalului caracteristic, feritele spinelice pot fi:

ferite cu structura normalã, în care pe poziþiile octaedrice sunt numai cationi Fe3+ ºi pe poziþiile tetraedrice numai cationi M2+;

ferite cu structurã inversatã, în care pe poziþiile tetraedrice sunt numai
cationi Fe3+, iar în cele octaedrice atât cationi Fe3+, cât ºi M2+;

ferite cu structurã mixtã, în care cationii metalici se aflã în ambele

tipuri de interstiþii în anumite proporþii.

Ferimagnetismul structurii spinelice se datorereazã interacþiunilor de schimb ale cationilor aflaþi în cele douã tipuri de interstiþii (A ºi B), a cãror momente magnetice elementare mA si mB sunt orientate antiparalel; pre­zintã interes doar interacþiunile tip A¡ªB deoarece interacþiunile A¡ªA ºi B¡ªB au caracter antiferomagnetic. Notînd cu nA ºi nB numãrul de mag-netoni Bohr ìB conþinuþi în momentele mA, respectiv mB, rezultã momentul magnetic total al unei molecule de feritã:

µ § 2.24

Spre exemplificare, considerãm ferita de nichel NiO-Fe2O3 care are o structurã inversatã (un Fe3+ aflându-se în interstiþii tetraedrice tip A, in-terstiþiile octaedrice tip B fiind ocupate de un Fe3+ ºi un Ni2+). Cum fierul trivalent are moment elementar 5 ìB ºi nichelul are 2 ìB (tabelul 2.2), rezultã conform relaþiei (2.24) momentul total al moleculei:

µ §

Creºterea momentului magnetic molecular se poate realiza prin înlocuirea într-o anumitã proporþie a cationilor metalului caracteristic cu cationi nemagnetici (Zn, Cd). Spre exemplu, la ferita mixtã de nichel - zinc cu compoziþia ZnxO • Ni1-xO • Fe2O3, deoarece cationii de zinc se plaseazã în interstiþiile tetraedrice, rãmân în medie numai 1 ¡ª x interstiþii tetraedrice disponibile pentru fier; ca urmare, interstiþiile octaedrice vor fi ocupate în medie de 1¡ªx cationi de nichel ºi 1+x cationi de fier. Momentul total al moleculei va fi:

µ §deci cu 8 xìB mai mare decât a feritei obiºnuite de nichel sau de (1 +4x) ori mai mare. Aceasta este valabil doar pânã la un procentaj x, pânã la care interacþiunea A ¡ª B rãmîne preponderentã. Cu creºterea procentajului x, devine preponderentã interacþiunea B¡ªB, care, orientând antiparalel momentele cationilor din interstiþiile octaedrice, duce la scãderea momentului total molecular.

Structura hexagonalã este caracteristicã feritelor cu formula µ § unde M poate fi bariu, stronþiu sau plumb. Ea este constituitã dintr-o succesiune de blocuri spinelice (notate S) separate prin straturi de separaþie (notate R). Distribuþia ionilor în blocurile spinelice este caracterizatã de faptul cã axa [111] a spinelului (fig. 2.20) corespunde cu axa verticalã (axa c). In cazul feritei de bariu, blocul spinelic este format din 16 anioni de O2- care formeazã interstiþii tetraedrice ºi octaedrice în care se aflã 9 cationi Fe3+ (ºapte în cele octaedrice ºi doi în cele tetraedrice). Straturile de separaþie conþin: un ion de Ba2+, un ion de Fe3+ ºi trei ioni de O2-. Doi ioni Fe3+ se afla dispuºi în interstiþiile octaedrice, de-o parte ºi de alta a stratului intermediar R, stabilind astfel legãtura între blocurile spinelice.

Molecula feritei conþine un bloc S ºi un strat R. Ionii din interstiþiile octaedrice ºi cei din stratul de separaþie au momente magnetice orientate anti­paralel faþã de ionii aflaþi în interstiþiile tetraedrice ºi faþã de cei doi ioni ce asigurã legãtura între blocurile spinelice. Rezultã momentul magnetic total pe moleculã

µ §

orientat dupã direcþia verticalã, rezultând o simetrie uniaxialã.

Celula elementarã a feritei de bariu (notatã simbolic cu M) este consti­tuitã din douã molecule: o moleculã formatã dintr-un bloc S ºi un strat R, urmatã de-a lungul axei c de-a doua moleculã formatã dintr-un bloc S* ºi un strat R*, rotite faþã de primele cu 180° în jurul axei c (asteriscul semnificând rotirea), deci: M = RSR*S*.

Menþionãm cã o serie de ferite mixte, pe bazã de bariu ºi alþi ioni biva­lenþi (Ni, Co, Fe, Mn, Zn), au de asemenea structuri specifice hexagonale.

Structura tip granat este caracteristicã feritelor de formulã generalã M3Fe5O13, unde M este un element din cadrul pãmînturilor rare (Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Lu). Este o structurã foarte complicatã, formatã din trei sub-structuri suprapuse; douã substructuri sunt formate din interstiþii tetrae­drice ºi octaedrice deformate, în vîrful cãrora se aflã anioni de oxigen ºi în centrul cãrora se aflã cationii de fier. Spre deosebire de feritele spinelice, aici toate interstiþiile sunt ocupate de ioni metalici, fapt ce conferã o mare sta­bilitate structurii. A treia structurã constã dintr-un interstiþiu poliedric nere­gulat, cu opt vîrfuri ocupate de ioni de oxigen, în centrul cãruia se aflã un cation al pãmînturilor rare.

Feritele tip granat de ytriu ºi gadoliniu sunt utilizate în tehnica micro­undelor.

2.4.3. PROPRIETÃÞILE FERITELOR

Din punctul de vedere al conducþiei electrice, majoritatea feritelor au un caracter semiconductor, rezistivitatea lor variind între 10 ... 108 Ùcm, fapt ce duce la diminuarea substanþialã a pierderilor prin curenþi turbionari, permiþînd extinderea gamei de frecvenþã în care pot fi utilizate.

Datoritã existenþei domeniilor Weiss, de magnetizare spontanã, feritele au proprietãþi asemãnãtoare feromagneticilor: sunt neliniare, prezintã cicluri de histerezis magnetic, µ §. Spre deosebire de aceºtia însã, inducþia la saturaþie ºi inducþia remanentã sunt de câteva ori mai mici (BS < 0,6 T), de asemenea, permeabilitatea magneticã iniþialã este mai micã, fiind puternic

influenþatã de existenþa cîm-purilor magnetice continue, chiar de micã intensitate.

Variaþia magnetizaþiei fe­ritelor cu temperatura este asemãnãtoare cu a feromag-neticilor (fig. 2.21, a), peste temperatura Curie, materialul devenind paramagnetic. Tem­peratura Curie este mult mai scãzutã (60 ... 450°C) decât a feromagneticilor. Feritele cu structurã tip granat au o dependenþã M = f(T) puþin

diferitã (fig. 2.21, b), temperatura Tk fiind temperatura de compensare

între subreþele.

Feritele sunt dure ºi casante, nepermiþând alte prelucrãri mecanice decât rectificarea. Din acest motiv ele se fabricã sub formã de miezuri masive prin sintetizare. Caracteristica magneticã principalã a acestor miezuri o reprezintã factorul de inductanþã AL, exprimat în nH/sp2 ¡ª de fapt permeanþã specificã a miezului.

2.5. PIEZOMAGNETISMUL

Piezomagnetismul este proprietatea de modificare a stãrii de magneti-zaþie sub acþiunea unor tensiuni mecanice (efect piezomagnetic direct) ºi de deformare a reþelei cristaline sub acþiunea câmpului magnetic exterior (efect piezomagnetic invers).

Efectul piezomagnetic se datoreºte interacþiunii spin-orbitã, prin inter­mediul cãreia, la aplicarea unei tensiuni mecanice se rearanjeazã momentele magnetice elementare, modificîndu-se starea de magnetizaþie, iar la aplicarea unui câmp magnetic exterior, prin orientarea momentelor magnetice elemen­tare, se reordoneazã ionii reþelei cristaline.

Relaþiile de legãturã între mãrimile de stare de naturã magneticã (inten­sitatea câmpului magnetic H, inducþia magneticã B) ºi mãrimile de stare de natura mecanicã (tensiunea mecanicã T, deformaþia mecanicã S) rezultã pe o cale analoagã formal celei prezentate pentru piezoelectricitate în paragraful 1.11.2. Spre exemplu, considerînd T ºi H mãrimi de stare independente ºi lucrînd în complex simplificat, rezultã urmãtoarele relaþii de legãturã:

µ §

unde [sH] este matricea coeficienþilor de elasticitate la câmp magnetic con­stant; [ìT] ¡ª matricea permeabilitãþii la tensiunea mecanicã constantã;

[d] ¡ª matricea coeficienþilor piezomagnetici (indicele inferior „t" reprezintã matricea transpusã).

Relaþia (2.25) caracterizeazã efectul piezomagnetic invers, iar relaþia (2.26) efectul piezomagnetic direct.

In figura 2.22 este exemplificat efectul piezomagnetic direct sub forma influenþei tensiunii mecanice asupra stãrii de magnetizaþie a nichelului ºi a unui aliaj fier-nichel.

Pentru a prezenta piezomagnetism, materialele magnetice trebuie sã se afle într-un câmp de funcþionare (H0B0). In lipsa stãrii de magnetizare constantã materialele magnetice nu posedã piezomagnetism ci magnetostricþiune (analog electrostricþiunii, paragraful 1.12.1). Deformaþia relativã pentru magnetostricþiune este proporþionalã cu pãtratul stãrii de magnetizaþie

µ § 2.27

unde [Q] este matricea coeficienþilor magnetostrictivi.

De menþionat cã relaþia analoagã ecuaþiei (2.26) este nesemnificativã, pentru cristalele magnetostrictive, reducându-se ca la orice cristal la legãtura între inducþie ºi intensitatea câmpului magnetic.

In figura (2.23) este reprezentatã grafic relaþia (2.27) pentru un cristal cu simetric cubicã, netensionat, pentru trei direcþii particulare. Pentru un cristal cu simetric cubicã netensionat magnetizat la saturaþie aceastã relaþie se reduce la:

µ §
unde ë100 ºi ë111 sunt constantele magnetostrictive în direcþia axei [100] res­pectiv [111];

á1 á2 á3 ¡ª cosinuºii directori ai vectorului magnetizaþiei;

â1 â2 â3 ¡ª cosinuºii directori ai direcþiei în care se mãsoarã deformarea relativã.

Tabelul 2.4. conþine valorile constantelor magnetostrictive pentru unele cristale cu simetrie cubicã.

2.7 TIPURI DE MATERIALE MAGNETICE

2.7.1. CLASIFICAREA MATERIALELOR MAGNETICE

Materialele fero- ºi ferimagnetice se clasificã atât în funcþie de forma ºi dimensiunile ciclului de histerezis, cât ºi în funcþie de coeficientul de înclinare a ciclului: k = Br/Bm. In funcþie de forma ºi dimensiunile ciclului de histerezis materialele sunt moi sau dure.

Materiale magnetice moi se caracterizeazã prin ciclu de histerezis îngust, câmp coercitiv mic, inducþie la saturaþie ºi permeabilitate magneticã mari. Cele cu k < 0,5 (fig. 2.35, a), au permeabilitate magneticã micã ºi constantã (în raport cu câmpul); se utilizeazã la confecþionarea miezurilor bobinelor de inductivitate constantã. Materialele cu 0,5 < k < 0,8 (fig. 2.35,b) au permeabilitate magneticã mare, se utilizeazã la miezurile maºinilor ºi aparatelor electrice, a electromagneþilor etc. Materialele cu k > 0,8 (fig. 2.35, c) au ciclu histerezis dreptunghiular (CHD), sunt utilizate pentru fabricarea miezurilor pentru memorie ºi comutaþie.
Materiale magnetic dure se caracterizeazã prin ciclu de histerezis lat, inducþie remanentã ºi câmp coercitiv mare. Materialele care au k < 0,4 (fig. 2.36, a) se utilizeazã pentru înregistrarea magneticã a informaþiei; cele cu k > 0,4 (fig. 2.36, b ºi 2.36, c) se utilizeazã la fabricarea magneþilor per­manenþi.

Tratarea ulterioarã a materialelor magnetice se

va face in raport cu funcþiile pe care le îndeplinesc (paragraful 2.2), þinându-se însã seama ºi de aceastã clasificare.

2.7.2. MATERIALE PENTRU MIEZURI MAGNETICE

Materialele utilizate în construcþia miezurilor magnetice sunt materiale magnetic moi, cu rezistivitatea electricã mai ridicatã pentru diminuarea pier­derilor prin curenþi turbionari. Principalele categorii de materiale utilizate sunt aliaje ale fierului (sub formã de tablã laminatã, din care prin ºtanþare, se obþin tole de forma ºi dimensiunile dorite), miezuri de feritã, miezuri mag-netodielectrice.

Aliajele fier-siliciu laminate la cald au de regulã grosimi de 0,35 ºi 0,5 mm. Siliciul are rolul de a mãri rezistivitatea aliajului, de scãdere a câmpului coer­citiv ºi de diminuare a fenomenului de îmbãtrînire a materialului. Totuºi, procentul de siliciu nu poate depãºi valoarea de 4,5%, datoritã faptului cã tabla devine friabilã ¡ª ne mai putîndu-se prelucra prin ºtanþare. Tolele se izoleazã pe una sau pe ambele feþe, în vederea reducerii pierderilor prin cu­renþi turbionari. Izolarea se poate realiza prin oxizii ce se aflã pe ambele feþe ale tolei ¡ª izolaþie satisfãcãtoare pentru miezuri magnetice mici, care func­þioneazã la valori mici ale inducþiei. La inducþii mai mari, aflate în zona co­tului curbei de magnetizare, izolarea se realizeazã cu hîrtie pentru tole (gro­sime de 0,03 mm), lipitã pe una sau pe ambele feþe ale tolei cu clei de amidon, lacuri pe bazã de celulozã sau lacuri pe bazã de rãºini sintetice. O altã soluþie de izolare este fosfatarea tolelor, în acest caz obþinîndu-se o peliculã izolantã de mare rezistivitate ºi de grosime micã, fapt ce determinã ºi mãrirea coeficien­tului de umplere a miezului. în fine, izolarea se poate realiza prin lacuri pe bazã de rãºini sintetice; la utilizarea unor lacuri adezive pe bazã de rãºini epoxidice, se obþin miezuri compacte care nu mai necesitã piese de strîngere. Caracteristicile tolelor laminate la cald, de producþie indigenã sunt prezentate în tabelul 2.5.