Композиционный магнитный материал Советский патент 1992 года по МПК H01F1/00 C22C33/02 

Изобретение относится к магнитным материалам,в частности, предназначенным для применения в качестве различных элементов электротехнических устройств.

Цель изобретения - расширение области применения композиционных магнитных материалов.

Сущность изобретения заключается в том, что в композиционном магнитном материале, содержащем электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества, 5-95 об.% ферром-агнитных частиц замещены сверхпроводящими частицами.

Замещение 5-95 об.% ферромагнитных частиц сверхпроводящими приводит к появлению в предлагаемом материале диамагнитной составляющий восприимчивости и намагниченности и обеспечивает эффект их

выключения при магнитных полях или температурах выше критических, что позволяет расширить области применения композиционных магнитных материалов.

Композиционный магнитный материал, содержащий 5-95 об.% сверхпроводящих и 95-5 об. % ферромагнитных частиц, при температуре Т выше температуры сверхпроводящего перехода или при напряженности магнитного поля Н выше критической Нс2 является обычным магнитодиэлектриком. Однако при Т Тс и Н НС2 он приобретает в дополнение к ферромагнитной составляющей восприимчивости еще диамагнитную составляющую. В этом случае общая восприимчивость может быть или положительной величиной (для 70-95 об.% замещения) или близкой к нулю (для 30-70 об. % замещения). Однако в любом случае при температуVJ

Ю О О

чэ

00

ре и напряженности магнитного поля выше критических восприимчивость материала испытывает скачок. Это явление связано с управляемым магнитным полем или температурой, переходом сверхпроводящих частиц в нормальное состояние и потерей ими диамагнетизма.

Замещение менее 5об.% ферромагнитных частиц сверхпроводящими делает скачок намагниченности и восприимчивости слабым и трудно воспроизводимым вследствие неравномерного распределения сверхпроводящих частиц.

Замещение свыше 95 об.% ферромагнетика также приводит к плохой воспроизводимости скачка из-за неоднородного распределения ферромагнетика, и, кроме того, свойства материала становятся аналогичными свойствам чисто сверхпроводящего композита.

Магнитные свойства предлагаемого материала особенно проявляются при замещении 50-75 об.% ферромагнетика сверхпроводником. В этом случае, например, композит втягивается в магнитное поле при температуре и напряженности магнитного поля выше критических и выталкивается из магнитного поля при снижении температуры и напряженности поля ниже критических.

В том же диапазоне предлагаемый материал при температуре и напряженности магнитного поля выше критических является магнитодиэлектриком с проницаемостью (и восприимчивостью) /г «/с 5-100, При температуре и напряженности поля ниже критических композит переходит в состояние с отрицательной восприимчивостью к -0,5.,,0,8 и имеет проницаемость меньше единицы/ 0,5-0,2.

Более широкий диапазон изменения и возможность управления восприимчивостью и намагниченностью (от ферромагнитной до диамагнитной) .температурой или полем существенно расширяет область применения предлагаемого материала по сравнению с магнитодиэлектриками, в связи с чем он может быть назван диамагнитодиэ- лектриком.

Композиционный магнитный материал диамагнитодиэлектрик изготавливают по стандартной технологии для магнитодиэ- лектриков, т.е. смесь частиц диаметром 1- 500 мкм из 95-5 об.% ферромагнитных и 5-95 об.% сверхпроводящих (и диамагнитных при Т Тс и Н НС2) частиц смешивают и распределяют в изолирующей матрице (пластмассе, стекле и т.п.).

Примеры предлагаемого и известного материалов приведены в таблице.

В качестве частиц ферромагнитного вещества в примерах использовали порошкообразное железо, а в качестве сверхпроводящих частиц - порошок сверх- проводящей керамики УВа2СизО -8 в матрицах из изолирующего материала (эпоксидная смола, полиметилакрилат, полиэтилен, воск). Доля диэлектрика в испытуемых образцах составляла 20-30%, хотя количество диэлектрика и его тип не влияет на достижение цели изобретения.

Образцы были изготовлены в виде дисков диаметром 11 мм и толщиной 3 мм. Определяли намагниченность образцов по силе выталкивания (втягивания) их в неоднородном магнитном поле при температурах 77 и 300 К. Ошибка в определении силы

составляла ± 5 МГс.

Как следует из таблицы, в то время как известный материал (пример 4) при обеих температурах испытания имеет одну и ту же намагниченность (одинаковая сила втягивания), предлагаемый материал (примеры 1-3) характеризуются изменением намагниченности выше ошибки измерения. В частности, образец по примеру 1 втягивается в магнитное поле при 77 К на 10 ± 5 мГс

слабее, чем при 300 К, т.е. фиксируется изменение намагниченности выше ошибки измерения. Для образца по примеру 3 сильное выталкивание (+600 мГс) при 77 К сменяется измеримым (-10 ±5 мГс) втягиванием в магнитное поле при 300 К.

Образец по примеру 2 имеет существенную силу выталкивания (+150 мГс) при 77 К и большую силу втягивания (-700 мГс) при 300 К. Таким образом, предлагаемый композиционный магнитный материал в отличие от известного способен изменять намагниченность (и пропорциональную ей восприимчивость) при изменении от температуры ниже Тс до температуры выше Тс. Кроме

того, поскольку сверхпроводимость подавляется магнитным полем с напряженностью выше критической, предлагаемый материал обладает также возможностью управления восприимчивостью по магнитному полю,

Свойства предлагаемого композиционного магнитного материала (диамагнитоди- электрика) позволяют использовать его в качестве рабочего элемента устройств, основанных на пондемоторных силах с управлением его свойствами по температуре и магнитному полю вплоть до изменения знака магнитной восприимчивости, что расширяет область применения композиционных магнитных материалов.

Формула изобретения Композиционный магнитный материал, содержащий электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества, отличающийся тем, что, с целью расширения области его применения, он дополнительносо- держит частицы сверхпроводящего вещества при следующем соотношении компонентов, об.%:

Частицы сверхпроводящего вещества5-95 Электрически изолированные частицы ферромагнитного веществаОстальное

Изобретение относится к композиционным магнитным материалам для электротехнических устройств. Цель изобретения - расширение области применения композиционного магнитного материала. Предлагаемый материал содержит 5-95 об.% частиц сверхпроводящего вещества, остальное - электрически изолированные частицы ферромагнитного вещества. Получены образцы композиционного магнитного материала (диамагнитодиэлектрика), содержащего в изолирующей матрице из эпоксидной смолы в качестве наполнителя смеси из 5- 95 об.% железного порошка и 5-95 об.% порошка сверхпроводящей керамики УВааСизОт-в (содержание диэлектрика 20- 30%). Материал характеризуется изменением намагниченности (восприимчивости) в диапазоне температур 77-300 К, что позволяет использовать его в качестве рабочего элемента устройств на пондемоторных силах. 1 табл. сл с

Редактор А.Огар

Техред М.Моргентал

Заказ 774ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор М.Максимишинец