MAGNETODIELEKTRYKI I ICH ZASTOSOWANIE
KAROLINA PIĘTA
2
Dostępnych jest wiele metod opracowywania materiałów magnetodielektrycznych. Jedna z
najlepszych technik polega na połączeniu materiałów dielektrycznych i magnetycznych w
mezoskali celem wytworzenia sprzężenia magnetodielektrycznego drugiego rzędu.
Cechuje je mała
stratność wiroprądowa, duża
stabilność właściwości magnetycznych,
zwiększona odporność na starzenie oraz duża
podatność na odkształcenia
sprężyste.
Magnetodielektryk to ciało stałe, elastyczne, o właściwościach ferromagnetycznych. Składa się z cząstek ferromagnetycznych, magnetycznie miękkich z żelaza chemicznie czystego lub stali krzemowej o i nieferromagnetycznego lepiszcza w postaci elastomeru (polichloroprenu
lub silikonu).
DLACZEGO MAGNETODIELEKTRYKI SĄ LEPSZE OD INNYCH MATERIAŁÓW?
Specyfika konstrukcji urządzeń oraz technologii ich produkcji zależy od właściwości fizyko-chemicznych
stosowanych materiałów. Najczęściej stosowaną grupą materiałową w radio- i elektronice są: stale elektrotechniczne walcowane na gorąco, walcowane na zimno stale z małą teksturą, walcowane na zimno stale z takimi samymi parametrami magnetycznymi
lecz ze znacznie niższą stratnością. Stale te, a zwłaszcza walcowane na zimno posiadają niższą
stratność. Mimo to w pewnym zakresie są w stanie zabezpieczyć wymagania przemysłu
elektromaszynowego z punktu widzenia ich własności magnetycznych. Jednak w szeregu przypadków własności wyżej wymienionych stali nie spełniają
stawianych wymagań. Szczególnie dotyczy to zagadnień związanych z warunkami procesu
technologicznego maszyn i problemów związanych ze
zmianą własności rdzeni magnetycznych w procesie
3W czasie wytwarzania rdzeni magnetycznych ze stoli elektrotechnicznych, właściwości
magnetyczne rdzeni w niskich polach pogarszają się w wyniku odkształceń plastycznych o 10 -
15%!
Materiałami zastępczymi dla stali elektromaszynowych mogą być
w szeregu przypadków mognetodielektryki stanowiące
mieszaninę rozdrobnionego ferromagnetyka, którego
cząsteczki są oddzielone wzajemnie zarówno w sensie
elektrycznym jak i
magnetycznym mechanicznie zaś powiązane przy pomocy
dielektryka.
4
W wielu przypadkach, na przykład przy wykonywaniu rdzeni magnetycznych czy też transformatorów, stal można zastąpić ferrytami
które ze względów strukturalnych mają
własności analogiczne do magnetodielektryków.
Różnicę stanowi inny składnik dielektryczny - w ferrytach są to magnetycznie i elektrycznie obojętne jony tlenu z oktetem elektronów na
zewnętrznej powłoce, zaś składnik
ferromagnetyczny stanowią trójwartościowe jony żelaza i aktywne magnetycznie jony metalu
określającego ferryt.
Schemat wielowarstwowej izolacji ferromagnetyka
FERROMAGNETYKI ALTERNATYWĄ DLA STALI
ZASTOSOWANIE DIELEKTROMAGNETYKÓW
Mognetodielektryki znajdują szerokie zastosowanie:
➢ jako ekrany magnetyczne - stosuje się je w
celu otrzymania rdzeni wykorzystywanych w wysoko częstotliwościowej i wielokanałowej telefonii, w
radiotechnice w cewkach filtrów kwarcowych oraz w aparaturze pracującej przy częstotliwościach
tonalnych,
➢ przy konstruowaniu urządzeń elektrycznych jako kliny magnetyczne, wypełniacze itd. Umożliwia to w
szeregu przypadków uproszczenie technologii i wprowadzenie szeregu pożytecznych udoskonaleń konstrukcyjnych,
➢ przy tworzeniu silników indukcyjnych, skokowych oraz silników prądu stałego.
5
BIBLIOGRAFIA
1. Su, H., Tang, X., Zhang, H., Jing, Y., & Bai, F. (2013). Low-Loss Magneto-Dielectric Materials: Approaches and Developments. Journal of Electronic Materials, 43(2), 299–307,
2. Baitalyuk, B. S., Maslyuk, V. A., Kotlyar, S. B., & Sytnyk, Y. A. (2016). Magnetodielectrics Based on Magnetically Soft Materials. From Origins to Present. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 55(7-8), 496–503,
3. Przybylski Marek, "Proszkowe materiały magnetycznie miękkie i twarde w obwodach magnetycznych maszyn elektrycznych" VII International Workshop for Candidates for a Doctor's Degree OWD’2005 – 22-25 October 2005
