Намагнічення металів, світ металів

Залізовуглецеві сплави широко застосовуються як магніто-м'які матеріали в якості магнітопроводів електричних машин, трансформаторів, сердечників магнітних підсилювачів і т. Д.

Здатність заліза притягатися магнітом і бути самому магнітом була відома дуже давно. Очевидно, людина познайомився з цим дивовижну властивість, зустрівши шматки магнітного залізняку. Вперше магнетизм отримав практичне застосування в Стародавньому Єгипті та Індії - в медицині, в Китаї - винахід компаса (близько 3000 років тому).

Металів, здатних намагнічуватися (їх назвали феромагнетиками), всього дев'ять. Понад 95% магнітів, існуючих в світі, є сплави на основі заліза, нікелю і кобальту. Решта шість металів - гадоліній, тербий, діспрозій, Гольмій, ербій, тулій - представники рідкоземельних металів - поки не знайшли широкого практичного застосування, але передбачається їх виняткова перспектива.

Ще в школі нам показували досвід з намагнічуванням заліза. Здається, отримати постійний магніт - найпростіша задача. Так, не дуже складна. А як збільшити магнітну енергію? Вчені й інженери, постійно вдосконалюючи властивості магнітів, зробили дуже багато. Так, 60 років тому метал вважався добре намагніченим, якщо він утримував вантаж, рівний собі за масою. А сучасні постійні магніти мають здатність притягувати і піднімати вантаж, який в 500 разів перевищує масу самого магніту. Досягається це термообробкою, легуванням і деякими іншими методами. Основними сплавами для постійних магнітів на основі заліза є сплави залізо - кобальт - молібден, залізо - нікель - мідь - кобальт і ін.

Однак техніці необхідні не тільки постійні магніти. Необхідні матеріали, які могли б застосовуватися для посилення і концентрації магнітного потоку в якості магнітопроводів електричних машин, трансформаторів, електромагнітних сердечників. Дана група сплавів повинна володіти малою втратою енергії при перемагнічування. У цьому випадку на допомогу приходить легування. Залізо, що містить до 5% кремнію, задовольняє подібним вимогам.

Слід зазначити, що кремній, як і будь-яка інша домішка, шкідливо впливає на магнітні властивості стали, однак він має здатність витісняти при плавці вуглець, кисень і сірку - більш шкідливі домішки. В шлак йдуть, наприклад, кисень у вигляді окису кремнію і вуглець у вигляді графіту (кремній сприяє графіті-зації вуглецю). Тим самим кремній покращує магнітні властивості.

Чи можна отримати залізо немагнітне? Виявляється, є така можливість. Наприклад, сплав заліза з нікелем (25%), хромом (3%) і вуглецем (0,25%). Така сталь застосовується для виготовлення болтів, що стягають сердечники трансформаторів, кожухи обмоток.