ФЕРРОМАГНИТНАЯ ТКАНЬ Российский патент 2006 года по МПК H01F1/57 H01F1/14 G21F3/00 D03D15/00 

Изобретение относится к текстильным материалам и может быть использовано для изготовления магнитных систем в различных отраслях техники и технологии, а также в качестве защиты от радиоактивного излучения.

Известен магнитный композиционный материал, в соответствии с которым 55-95 об.% порошка магнитного материала с размером частиц 50...300 мкм смешивают со связующим полимерным веществом, имеющим размер частиц 50...300 мкм, получая композицию [1]. Затем эту смесь помещают в пресс-форму и под давлением более 200 МПа получают пластинчатый материал. Недостатками данного материала являются недостаточная гибкость, склонность к хрупкому разрушению, необходимость изготовления специальных пресс-форм и создание давлений свыше 200 МПа.

Наиболее близким к предлагаемому материалу является магнитоуправляемый эластичный композиционный материал на основе каучука [2]. В состав данного материала входят порошок железа, его магнитный оксид или феррит в количестве 10...40 ч. по массе, каучук 30...75 ч. по массе, а также пластификатор, смешивающий агент и другие добавки. У получаемого эластичного материала можно, используя магнитное поле, направленно изменять его размеры. В данном материале оказываются низкими магнитные свойства и по причине незначительной доли ферромагнитного вещества и по причине пониженных магнитных свойств этого материала в сравнении с современными магнитомягкими сплавами, ферритами. Кроме этого, данному материалу характерно сравнительно низкое значение характеристик сопротивления разрушению.

Технический результат, обусловленный предлагаемым изобретением, состоит в повышении значений характеристик магнитного поля, создаваемого данным материалом, в увеличении показателей поглощения и рассеяния радиоактивного излучения при прохождении его через материал, а также в его повышенной прочности. Указанный технический результат достигается тем, что согласно изобретению ферромагнитная ткань содержит основу, выполненную способом ткачества полотняным переплетением, при этом основные и уточные нити выполнены чередующимися лавсановыми и магнитомягкими мононитями, количество нитей на один метр составляет 5000...7000, магнитомягкие мононити выполнены либо из супермаллоя, либо молибденового пермаллоя с размером поперечника 0,05-0,1 мм, а лавсановые нити имеют линейную плотность 10...20 текс, в качестве ферромагнитного порошка используют порошок высококоэрцитивного сплава при следующем соотношении компонентов, мас.%.

нити из лавсана -10...15мононити магнитомягкого материала -20...25акриловые сополимеры -10...15порошок высококоэрцитивного сплава -50...55

Намагничивая ткань в разных направлениях, используя магнитомягкие мононити из супермаллоя или молибденового пермаллоя, прикладывая внешнее магнитное поле разной величины, варьируя при этом его направление, можно управлять характеристиками магнитного поля, создаваемого тканью в целом и в микрообъемах, ограниченных магнитомягкими мононитями. Изменение же магнитного поля в указанных выше зонах позволяет управлять свойствами магнитных систем, в которых используется данная ткань, а также процессом экранизации радиоактивного излучения при изменении длины волны и мощности данного излучения.

Примеры конкретного осуществления

Пример 1. Ферромагнитная ткань выполнена при следующем объемном соотношении компонентов: нити лавсана 13%, мононити магнитомягкого материала, в качестве которого взять супермаллой - 25%, акриловые сополимеры - 12%, порошок высококоэрцитивного сплава Nd₂Fe₁₄B - 50%. Ткань была намагничена перпендикулярно ее поверхности, параметры магнитного поля, созданного предлагаемой тканью, превысили характеристики известных листовых ферромагнитных материалов, например изготовленного в соответствии с прототипом, в 1,5...19 раз (см. таблицу).

Пример 2. Ферромагнитная ткань содержит повышенное содержание полимерных материалов: 15% лавсана и 15% акриловых сополимеров, но пониженное содержание мононитей супермаллоя. Магнитные характеристики измерены после намагничивания ткани перпендикулярно ее поверхности. Как видно из таблицы, этой ткани в сравнении с тканью по примеру 1 соответствуют пониженные характеристики - магнитные и прочностные, однако, она отличается повышенными гибкостью и деформационной способностью.

Пример 3. Ткань содержит повышенное количество ферромагнитных материалов: порошка высококоэрцитивного сплава и мононитей супермаллоя, но пониженное количество полимерных материалов (см. таблицу). Магнитные характеристики у данной ткани и степень ослабления его проходящего электромагнитного излучения оказались наивысшими (см. таблицу). Показатели же деформационной способности этой ткани и гибкости оказались более низкими по сравнению с тканями, изготовленными в соответствии с примерами 1 и 2.

Источники информации

1. Патент Японии 2254709, H 01 F 41/02.

2. Патент Российской Федерации 2157013, H 01 F 1/113, опубликован 27.09.2000.

Таблица
Характеристики ферромагнитных тканей различного составаВариантСодержание компонентов, масс.%Напряженность магнитного поля в пределах ячейки, ограниченной магнитомягкими мононитями, кА/м.Начальная магнитная проницаемость материалаПрочность полоски материала шириной 50 мм, НПоказатель ослабления электромагнитного измерения, относит, единиц.Нити лавсанаМононити магнитомягкого материалаАкриловые сополимерыПорошок высоко-коэрцитивного сплаваПрототип----036002,1·10³1Пример 11325125052062001,5·10⁴14,1Пример 21520155051054001,2·10⁴12,6Пример 31025105561063001,5·10⁴18,9

Изобретение относится к текстильным материалам и может быть использовано для изготовления магнитных систем, а также в качестве защиты от радиоактивного излучения. Ферромагнитная ткань содержит основу, связующее полимерное вещество и порошок ферромагнитного материала. Основа ткани выполнена способом ткачества полотняным переплетением. Основные и уточные нити выполнены чередующимися лавсановыми и магнитомягкими мононитями. Количество нитей на один метр составляет 5000-7000. Магнитомягкие мононити выполнены либо из супермаллоя либо из молибденового пермаллоя с размером поперечника 0,05-0,1 мм, а лавсановые нити имеют линейную плотность 10-20 текс. Содержание компонентов в ткани находится в соотношении, в мас.%: нити из лавсана 10-15; мононити магнитомягкого материала 20...25; связующее - акриловые сополимеры 10-15; порошок высококоэрцитивного сплава 50...55. Техническим результатом изобретения является повышение прочности ткани и повышение магнитных характеристик и повышение показателей поглощения и рассеивания электромагнитного излучения, в результате чего ткань способна эффективно экранировать радиоактивное излучение. 1 табл.

Ферромагнитная ткань, содержащая основу, связующее полимерное вещество и порошок ферромагнитного материала, отличающаяся тем, что основа ткани выполнена способом ткачества полотняным переплетением, при этом основные и уточные нити выполнены чередующимися лавсановыми и магнитомягкими мононитями, количество нитей на один метр составляет 5000-7000, магнитомягкие мононити выполнены из супермаллоя либо из молибденового пермаллоя с размером поперечника 0,05-0,1 мм, а лавсановые нити имеют линейную плотность 10-20 текс, в качестве ферромагнитного порошка используют порошок высококоэрцитивного сплава, содержание компонентов в ткани по массе находится в соотношении, мас.%:

Нити лавсана10-15Мононити магнитомягкого материала20-25Связующее полимерное вещество -  акриловые сополимеры10-15Порошок высококоэрцитивного сплава50-55