Магнитные материалы это: Магнитные материалы и их применение

Ферромагнитные материалы | Электрикам

Любой ферромагнетик принадлежит к одной из двух групп: магнитно-мягких, либо магнитно-твердых.

Ферромагнитные материалы магнитно-мягкой группы

Данные материалы активно используются в магнитопроводах разнообразных технических изделий с постоянным, либо переменным (к примеру, в трансформаторных магнитопроводах) магнитным потоком. Они характеризуются небольшой (не более 400А/м) коэрцитивной силой при хороших показателях магнитной проницаемости (далее: проницаемости), и невысоких потерях гистерезисной природы. Сюда входят: техническое железо, а также, оксидные ферромагнетики, некоторые марки стали: низкоуглеродистой и электротехнической листовой, а также перамаллои (железно-никелевые сплавы, с высокой проницаемостью).

Техническое железо, содержит не свыше 0,04% углерода, а также различные стали и чугун часто используют в магнитопроводах, которые работают в постоянном магнитном поле. У него высокие показатели индукции насыщения (до 2,2 Тл) и проницаемости при небольшой коэрцитивной силе.

К электротехническим сталям принадлежат сплавы железа с кремнием, которого может содержаться 1 – 4%. Варьируя процент кремния, а также, используя различные технологические методы, получают материалы с различающимися магнитными параметрами. Наличие кремния способствует улучшению магнитных параметров железа: повышению как начальной, так и наивысшей проницаемости при дополнительном снижении и коэрцитивной силы, и гистерезисных энергопотерь. При этом повышается сопротивление, что также полезно, поскольку в результате, становится меньше т.н. вихревых токов, неизбежно образующихся при повторяющихся изменениях параметров поля. Именно эти токи являются одной из основных причин нагрева магнитопроводов.

Электротехнические стали с невысоким процентом кремния характеризуются слабой проницаемостью при высоких показателях индукции насыщения и значительными удельными потерями. Их используют в различных потребителях постоянного, либо, низкочастотного переменного тока. Сталь с более высоким процентом кремния используют при необходимости хорошей проницаемости в условиях слабых, либо средних полей, минимизации потерь от вихревых токов и гистерезиса. Данные стали могут использоваться в магнитопроводах, которые работают при высокочастотном переменном токе.

Несколько подробнее о самых распространенных магнитно-мягких материалах

Пермаллои

Этим термином обозначается ряд сплавов железа и никеля. Содержание компонентов в них различается, также, в состав некоторых из пермаллоев могут входить другие легирующие добавки вроде молибдена или хрома. Все пермаллои отличаются превосходной проницаемостью, превосходя по данному показателю электротехническую (кремниевую) сталь в 10-15 раз.

Показатели напряженности поля, необходимой для достижения индукции насыщения у этих сплавов невысоки (от десятых долей до сотен А/м) и зависят от конкретного сплава. У одних индукция насыщения очень низка, их B_s может составлять 0,6-0,8 Тл, у других – значительно выше: 1,3-1,6 Тл. К первой категории относятся сплавы с большим содержанием никеля. К примеру сплав, состоящий из никеля на 79% при 3,8% молибдена имеет следующие характеристики: μ_н=22000; μ_max=120000; B_s=0,75Тл. К другой категории принадлежат пермаллои, где содержится значительно меньше никеля. Так, у сплава с содержанием никеля 45% характеристики следующие: μ_н =2500; μ_max=23000; B_s=1,5Тл.

Рисунок 1 — Петля гистерезиса пермаллоев

В пермаллоях, где петля гистерезиса имеет форму, напоминающую прямоугольник (рис. 1), уровень её близости к классической прямоугольной форме соответствует отношению значений остаточной (B_r) к наибольшей (B_max) индукции. За B_max здесь принимается показатель индукции в поле, с напряженностью выше коэрцитивной силы в 5-10 раз. Данное отношение может составлять до 0,85-0,99. Коэрцитивная сила у подобных пермаллоев составляет от 1 до 30 А/м.

Магнитные качества пермаллоев во многом определяются не только их составом, но и методом их производства.

Ферриты

К группе ферритов относятся ферромагнетики, получаемые смешиванием окислов нескольких элементов, в число которых обязательно входит железо и цинк. Процесс их изготовления состоит в следующем. Сначала нужная смесь измельчается, затем спрессовывается и отжигается при 1200°С. В результате получается готовый магнитопровод заданной формы.

У ферритов весьма значительно удельное сопротивление, поэтому потери от вихревых токов минимальны. Это делает их востребованными для использования при высокочастотных токах.

Начальная проницаемость ферритов также весьма значительна при невысокой индукции насыщения (0,18 — 0,32 Тл) и небольшой коэрцитивной (8 – 80 А/м) силе.

Магнитодиэлетрики

Материалы данной группы получают смешиванием мелкофракционного ферромагнитного порошка с различными изолирующими материалами (обычно: полиэтилен или ПВХ) с последующей формовкой, прессовкой и запеканием. В результате, микроскопические частицы ферромагнетика разделяются тонким слоем непроводящего ток и немагнитного вещества.

Магнитодиэлектрики (так же, как и ферриты) служат для производства сердечников в разнообразных электромагнитных изделиях: приемниках, передатчиках, усилителях, компьютерах и т.д.

Рисунок 2 — Статическая петля магнитного гистерезиса магнитопровода ГАММАМЕТ 412А

Работы над созданием новых типов магнитно-мягких материалов продолжаются и сейчас. Так, недавно специалистами фирмы ГАММАМЕТ был создан магнитопровод ленточного типа «гаммамет 412А». Его изготавливают из специальной ленты с нанокристаллическим строением, толщина которой составляет 25 мкм. Саму ленту получают скоростным закаливанием одного из сплавов, где главной составляющей служит железо. Затем магнитопроводы подвергают термообработке в условиях продольного магнитного поля. После этого их петля гистерезиса приобретает форму очень близкую к правильной прямоугольной (рис. 2). Соответственно данные магнитопроводы характеризуются минимальными показателями удельных магнитных потерь.

Такие магнитопроводы сохраняют свои качества при температурах среды от -60 до +125°С и способны прослужить 30 лет. ТУ обеспечены коэффициентом соответствия прямоугольной форме B_r/B₁₀ > 0,85.

Гаммамет 412А способен стать хорошей заменой ферритам и другим материалам, имеющим петлю гистерезиса близкую к прямоугольной форме. Среди перспективных сфер использования: различные магнитные устройства и установки, насыщающие дроссели и т.д.

Ферромагнитные материалы магнитно-твердой группы

Из материалов данной группы производят практически все постоянные магниты. Все они характеризуются значительными величинами как коэрцитивной силы, так и остаточной индукции.

Сюда относят углеродистую, а также некоторые марки легированной (хромом, кобальтом или вольфрамом) стали. Величина коэрцитивной силы варьируется в границах от 5000 до 8000 А/м при величине остаточной индукции в 0,8 – 1 Тл. Все эти стали достаточно пластичны, их можно ковать, прокатывать и обрабатывать резанием. Промышленность их производит листами и полосами.

Наилучшие магнитные параметры среди материалов этой группы имеют сплавы «альни», «альнико» и т.д. Их коэрцитивная сила составляет H_c = 20 000 — 60 000 А/м, при величине остаточной индукции в B_r = 0,4 — 0,7 Тл.

Магнитные свойства материалов

Ученые разработали метод получения изображений с информацией о магнитных свойствах материалов с атомарным разрешением. Этот метод, основанный на спектроскопии энергетических потерь электронов, в частности, позволил определить магнитные свойства отдельных атомов двойного перовскита Sr₂FeMoO₆, пишут авторы исследования в Nature Materials.

Возможность напрямую из эксперимента получить информацию о магнитных свойствах отдельных атомов в магнитном материале очень привлекательна для физиков, потому что с помощью нее можно связать между собой заряд, спин и особенности кристаллической решетки, и точнее управлять физическими свойствами магнитных материалов. Но даже наиболее точные из современных методов позволяют получать значения тех или иных магнитных параметров либо исключительно для поверхностного атомного слоя, либо для сравнительно больших областей размером не меньше 10 нанометров, включающих большое количество атомов. В некоторых случаях этого недостаточно — например, для материалов, которые предлагают сейчас использовать для спинтроники, где на счету каждый отдельный спин.

Физики из Китая, Германии, Швеции и Японии под руководством Сяояня Чжуна (Xiaoyan Zhong) из Университета Цинхуа предложили для повышения точности картирования магнитных свойств материалов до атомарного уровня использовать сочетание методов спектроскопии характеристических потерь энергии электронами и просвечивающей электронной микроскопии с хроматической коррекцией аберрации. Первый метод позволяет измерить магнитный круговой дихроизм, а второй — фокусирует электронный пучок и увеличивает пространственное разрешение до одного атома.

В результате такого подхода можно определить магнитный и орбитальный момент с пространственным разрешением в один атомарный слой. Картина сигнала энергетических потерь записывается в таком методе для двух положений апертуры спектроскопа: положительного (оно соответствует, например, левой круговой поляризации рентгеновского пучка при исследовании магнитных свойств с помощью рентгена) и отрицательного (соответствующего правой поляризации). Вычитая один сигнал из другого, можно получить картину магнитного кругового дихроизма с атомарным разрешением, которая несет информацию о спиновом и орбитальном моментах каждого отдельного атома.

Предложенный метод авторы работы проверили на магнитном оксидом материале состава Sr₂FeMoO₆ со структурой двойного перовскита, который состоит из атомных слоев, включающих в себя элементы различных металлов.

 Кристаллическая структура Sr₂FeMoO₆, и полученные с помощью электронной микроскопии изображения его структуры и срезы спектра характеристических энергетических потерь при различных энергиях

Слева и посередине представлены карта интенсивности энергетических потерь электронов  для двух

различных положений апертуры спектроскопа. Справа — карта магнитного кругового дихроизма.

Стрелками обозначены различные атомные плоскости в кристалле.

Ученым удалось получить нужную информацию о магнитных свойствах атомов железа, стронция и молибдена в структуре исследованного материала, однозначно различив магнитные и немагнитные атомы. Для подтверждения достоверности полученных экспериментальных данных картину неупругого рассеяния электронов ученые смоделировали численно. Моделирование также помогло установить оптимальную толщину образцов для исследования предложенным методом, которая составила от 10 до 20 нанометров.

По словам авторов работы, предложенный ими метод можно использовать для очень широкого спектра различных спиновых конфигураций в магнитных материалах. В будущем это поможет точнее определить природу магнитных свойств различных материалов и точнее управлять ими.

Отметим, что методы электронной микроскопии, несмотря на то, что уже достигли атомарного разрешения, до сих продолжают активно развиваться. В частности, это касается получения трехмерных и видеоизображений, с помощью которых можно следить за колебанием электромагнитных полей, распространением дефектов в кристаллах или динамикой диффундирующих наночастиц.

Следите за новостями!

В статье использован материал из открытых источников интернета: https://nplus1.ru

Материал для магнита

Материал для магнита

Чтобы изготовить постоянный магнит, конечно же, недостаточно взять кусок магнитной  руды природного происхождения. Современные материалы для магнитов должны удовлетворять требованиям к каждому конкретному изделию. Чтобы понять, какой материал нужен для того или иного постоянного магнита, нужно ответить на несколько вопросов:

1. Какие магнитные свойства материала необходимы?
2. Какие требования предъявляются к физическим свойствам материала?
3. Какие температуры должен выдержать магнит?
4. Каковы требования к стоимости магнита

Сегодня  для изготовления магнитов используют самые различные материалы. Это альнико,  ферриты,  сплавы самарий-кобальт, неодим-железо-бор, железо-хром-кобальт, а так же материалы в виде смеси магнитного порошка и какого-либо связующего компонента. В качестве связующего материала могут выступать каучук, пластик и материалы на основе эпоксидной смолы.

Каждый из вышеперечисленных материалов имеет и преимущества и недостатки. Свойства  материалов являются основой при изготовлении магнитов для разных целей.

Начнем осмотр магнитных материалов из одного из старейших…

1.      Магниты-альнико AlNiCo.

Используемый ещё со времён второй Мировой Войны, он имеет неоспоримые  положительные качества по сравнению с другими материалами. У него может быть очень высокая остаточная намагниченность Br, изменяющаяся от 6700 до 13500 Г. Температура, при которой материал полностью теряет свои магнитные свойства (Температура Кюри) у этого материала примерно 840 ⁰С, температурная стабильность данного материала очень высока. Температурный коэффициент индукции и других магнитных характеристик составляет 0,02 (% / ⁰С), меньше чем у многих других доступных материалов. Другим важным свойством альнико является  возможность формирования в материале магнитного поля большой кривизны. Знаменитая форма Альнико – форма подковы,  это  искривленный магнит с северным и южным полюсами, выровненными  так, что они могут, например, поднимать стальной стержень.

Из недостатков нужно отметить, что Альнико очень жесткий и хрупкий материал. Он может быть обработан только полированием, шлифованием или электроэрозионной обработкой. Это создает трудности при использования в составе изделия. Также у Альнико низкая коэрцитивная сила, изменяющаяся в пределах 0.64-1.9 кЭ.

2.      Ферриты (ферриты бария, кобальта, стронция..)

Самый дешёвый на сегодняшний день магнитный материал — феррит (керамика).

У этого материала умеренно высокие значения Hcb и Hci (от 2,500 до 4,000 G), что значительно выше, чем у Альнико. Его электрическое сопротивление также очень высоко. Керамические материалы обычно являются диэлектриками, тогда как практически все магнитные материалы имеют умеренную электрическую проводимость.

К недостаткам ферритовых материалов можно отнести более низкую температуру Кюри (около 450 ⁰С), а также низкую температурную стабильность. Температурный коэффициент ферритовых материалов составляет 0,2 (% / ⁰С), т.е. они в 10 раз менее стабильны, чем Альнико (-0,02 (% / ⁰С)).

Ферритовые материалы давно применяются в производстве электродвигателей, где необходим магнитный материал с высокой коэрцитивной силой, а она для  данного материала изменяется в пределах от 2,500 до 4,000 G, что вполне достаточно для электроприводов постоянного тока, применяемых в промышленности.  В настоящее время ферриты стали широко применяться в автомобильных двигателях постоянного тока, стеклоподъёмниках, вентиляторах, антенных моторах и т.д. Электроприводы в автомобилестроении – основная поддержка магнитного бизнеса вот уже почти 40 лет.

Главное  достоинство ферритов это их низкая цена. Но не следует также забывать о высокой химической стабильности к окислению, что  позволяет ферритам сохранять свои свойства и внешний вид без всякого покрытия в течение десятилетий.

3. Магниты самарий кобальт (SmCo)

В конце 70-х годов прошлого века в Дэйтонском университете в рамках одного из проектов ВВС США  был использован материал самарий-кобальт (SmCo). Энергия магнитного поля этого материала оказалась  более высокой, чем у Альнико, а температурная стабильность — замечательной. В то же время, это самый дорогой из имеющихся магнитных материалов.

Достоинством магнитов SmCo является высокая остаточная намагниченность Br (до 11.5 кГ), коэрцитивная сила Hci (от 5,5 до 25 кЭ) и высокая температура Кюри.

Известны две марки SmCo: 1:5 -сплав, у которого температура Кюри 750 ⁰С, и 2:17 — сплав с температурой Кюри 825 ⁰С.

Магниты SmCo обладают хорошей температурной стабильностью 0,035 (% / ⁰С), их температурный коэффициент индукции  больше, чем у Альнико.

Недостатками магнитов SmCo являются их высокая стоимость и хрупкость.  Высокая цена материала обусловлена использованием в нём дорогих редкоземельных металлов. В частности, технология очистки самария достаточно дорога, так же, как и кобальта достаточно дорога.

Из сплавов — 1:5 и 2:17 – менее дорогим (на 10-15 %) является сплав 2:17, поскольку в нем небольшая часть  кобальта замещена железом, и содержание самария  меньше, чем в чистом сплаве 1:5. Выпуск магнитов из сплава 2:17 пока на 50 % выше, чем из сплава 1:5. Разработанные из сплава 2:17 магнитные системы имеют большую магнитную энергию, при этом сплав 2:17 производит ту же работу, что и сплав 1:5, и имеет меньшую стоимость.

 Второй  недостаток материала SmCo – это его хрупкость. Заказчикам обычно советуют иметь магниты SmCo с фасками радиусом скругления в 1 мм.

Однако, во многих военных разработках, где требуется стабильность и надёжность, а цена имеет меньшее значение, магниты SmCo сменили Альнико.

4. Магниты неодим железо бор (NdFeB)

Производители стали искать магнитный материал, который обладал бы такой же магнитной энергией, как SmCo, но имел существенно более низкую стоимость. Было установлено, что у сплавов NdFeB очень высокое энергетическое произведение — вплоть до 50-55 MG*Oe- при значительно меньшей цене, чем цена SmCo. Научные исследования нового магнитного материала — неодим-железо-бор (NdFeB) — начались с 80-х годов прошлого века, а его широкое применение в промышленности — с 1984 года.

Магниты  NdFeB обладают широким диапазоном рабочих температур (от -40 0С до +150 0С), некоторые их виды можно использовать вплоть до 200 0С.

Температурная стабильность магнитов NdFeB меньше, чем у магнитов SmCo – их температурный коэффициент магнитной индукции изменяется от 0,07 до 0,13 (% / 0С) (для сравнения  0,035 (% / 0С) у SmCo). Вследствие этого при температурах более 180 0С магниты SmCo могут создавать большие значения магнитного поля, чем магниты NdFeB.

Чтобы избежать  коррозии, сплав NdFeB  покрывают цинком, никелем, медью или комбинацией этих материалов. Кроме того, во избежание возникновения химически нестабильных соединений в структуре сплава процесс изготовления проводится в отсутствие воздуха.

NdFeB имеет низкую температуру Кюри – примерно 310 0С, которая может быть повышена добавлением кобальта. Однако, использование кобальта ведет к удорожанию материала.

В настоящее время магниты NdFeB очень широко используются в двигателях электроприводов в компьютерной технике благодаря своим высоким энергетическим магнитным характеристикам. В 80-х годах прошлого века для этих целей использовались ферритовые магниты, позже — магниты из SmCo. Использование более сильных магнитов позволяет сделать привод диска более миниатюрным. Устройства считывания и записи информации, так называемые VCM, а также все дисковые и шпиндельные моторы используют спеченные магниты неодим железо бор. Примерно 60 % использующегося в промышленности магнитного материала NdFeB применяется в приводах компьютерных дисков.

Подверженность коррозии NdFeB вынуждает наносить на магниты покрытие. Окраска, покрытие эпоксидной смолой хороши в качестве защиты от окисления, но добавляют лишний слой между магнитом и другими частями изделия. Этот слой вызывает дополнительное магнитное сопротивление в цепи, подобно сопротивлению в электрической цепи. Покрытия никелем и цинком наиболее выгодны из-за возможности нанесения слоя очень малой толщины. Никель особенно эффективно защищает магнит от воздуха и влажности благодаря своей герметичности. Кроме того, это один из наиболее дешевых методов защиты от окисления. Как правило, толщина покрытия никелем не превышает 15-20 мкм.

В настоящее время магниты NdFeB могут производиться с присадками из различных материалов, такими как диспрозий, кобальт, ниобий, ванадий, галлий и т.д., что ведет к улучшению стабильности магнита с температурной и коррозионной точек зрения. Эти модифицированные магниты могут быть использованы до температур +220 0С.

5. Магнитопласты  или  полимерные магниты

Магнитопласты изготавливаются посредством смешения магнитного порошка и какого-либо связующего компонента. В качестве связующего вещества могут применяться каучук, акрил, полиамид, термопластик, пластик, винил (магнитный винил), эпоксидная смола, PPS и др.

Магнит изготавливается из смешанной массы следующими способами:

— прокаткой в сплошное полотно посредством прессования между двумя катками (каландрованием).

— нагретая масса формируется путём выдавливания через отверстие определённого сечения (выдавливание).

— нагретая масса впрыскивается в матрицу, где охлаждается до отвердения, затем матрицу открывают и извлекают отливку (метод отливки).

— покрытый магнитный порошок помещается в полость матрицы и плотно сжимается под высоким давлением (прессование под давлением).

Магнитопласты обладают физическими свойствами, типичными для связующего материала. Каучуковый магнитопласт гибкий, не крошится и не ломается. Магнитопласты на основе эпоксидной смолы имеют хорошее сопротивление воздействию масел, бензинов и обычных растворителей. Основные  связующие материалы имеют следующие характерные особенности:

— Предел использования по температуре, соответствует температуре, при которой связующий материал теряет твердость (150-180 ⁰С).

— Негерметичность, из-за которой внутрь материала могут проникать вода и воздух, которые воздействуют на магнитные свойства материала.

— Связующее вещество может набухать, впитывать влагу и как следствие, изменять свои размеры и терять прочность.

Правильный выбор связующего материала может быть важен для минимизации негативных эффектов.

Латунь, алюминий, сталь и даже высокотемпературные пластики могут быть использованы в процессе прессования данных магнитов, когда магнитные соединения формируются за счет перемешивания магнитного порошка и связующего материала.

Если добавлять  в форму для литья два компонента, то можно  изготовить продукт, содержащий два различных материала. Это могут быть два магнитных материала или смесь магнитных материалов и пластика. Существует разновидность этого процесса, называемая многошаговым литьевым вспрыском, когда разнородные материалы прессуются последовательно. Часто с точки зрения магнитных свойств эта технология дает лучшие результаты, чем одновременное прессование.

Описанные процессы позволяют создавать как простые, так и очень сложные формы магнитов; с прямой, радиальной и многополюсной намагниченностью.

Рабочие температуры магнитопластов низки по сравнению с рабочими температурами спеченных магнитов. Использование разных магнитных порошков позволяет получить «гибридный» магнит, обладающий тем или иным набором свойств. Особенно полезны гибриды, представляющие собой смеси ферритового порошка с небольшим количеством редкоземельного порошка, обычно NdFeB. Разное процентное соотношение компонентов такого гибрида позволяет получить необходимые характеристики.

Один из недостатков магнитопластов — верхний температурный предел использования, определяемый температурным состоянием связующего материала. Эта величина обычно составляет от 80 0С до 220 0С. Полифенильный сульфид (PPS) обладает высокой температурой эксплуатации с минимальной абсорбирующей способностью и высоким сопротивлением вредному воздействию масел и других нефтепродуктов. В автомобильной промышленности уже начато изготовление магнитов с применением PPS. Хорошие результаты даёт также использование в качестве связующих компонент Нейлона 6 и 12.

Термоэластичные магнитопласты имеют верхний предел использования по температуре около 80 ⁰С.

При производстве магнитопластов и магнитоэластов используются порошки NdFeB, ферриты, Альнико и SmCo, а также их различные комбинации.

Одной из наиболее перспективных сфер применения магнитопластов является создание компактных и высокоэффективных электрических двигателей и приводов, а также различного рода датчиков. Возможность создания магнитов самой сложной формы и высокой намагниченности, а также хорошие механические свойства – основные конкурентные преимущества магнитопластов.

Как же выбрать магнит?

Основных критериев выбора два – стоимость и температурная стабильность.

Стоимость магнита почти всегда является основным критерием выбора. Цена магнита является одной из основных величин, характеризующих магнит вместе с такой информацией, как тип материала, размер, форма, направление намагниченности и т.д.

Предлагается следующая схема выбора магнита:

— В первую очередь рассматривайте ферритовые магниты из-за их низкой стоимости

— В том случае, если особенно важна эффективность, используйте редкоземельные магниты на основе NdFeB.

— В том случае, если необходима высокая надежность и стабильность, применяйте магниты на основе SmCo или монокристаллические магниты AlNiCo.

— Если магниты должны быть длинными (относительно их диаметра или ширины), выбирайте Альнико. Короткие магниты делайте из ферритов и семейства редкоземельных магнитных материалов.

— Маленькие магниты сложной формы и намагниченности делайте из магнитопластов. Также из магнитопластов изготавливается магнитная лента для сувенирных магнитов.

На нашем сайте магниты представлены в различных категориях товаров, в зависимости от их форм и применения:

Дисковые магниты, Магнитные стержни, Магнитные призмы, Магнитные кубы, Магнитные кольца, Магнитные шары

Магнитные материалы | sciphile.org

— трение о металл; подходит для движущихся частей

медь

не магнитный труба, проволока, кухонная утварь, кровля, чеканка (не так много в U.С. копейки, правда, всего 2,5%)

твердые и магнитомягкие материалы

Top Магнитные конференции | Магнитные встречи | Магнитные события | Магнитный 2020 | Материалы События | Франкфурт | Германия | Европа | Северная Америка | Азиатско-Тихоокеанский регион

Дорожка 1: Магнетизм и магнитность
Материалы

Аттракцион — это
класс физического
чудеса, в которые вмешиваются привлекательные поля.Электрические потоки и
привлекательные снимки рудиментарных частиц предлагают восхождение к привлекательным
поле, которое отслеживает различные приливы и отливы и привлекательные минуты. В
наиболее естественные удары происходят в ферромагнетиках
материалы, которые однозначно притягиваются привлекательными полями и могут быть
поляризованный, чтобы заводить вечные магниты,
сами создавать привлекательные поля. Всего пара веществ
ферромагнитные; наиболее широко известны железо, никель и
кобальт и их соединения.

• Парамагнетизм
• Химический магнетизм
• Диамагнетизм
• Биомагнетизм
• Одномерный магнетизм
• Молекулярный магнетизм
• Вычислительный магнетизм
• Ферромагнетизм
• Ферримагнетизм
• Антиферромагнетизм
• Сильно нарушенный магнетизм
• Суперпарамагнетизм

Дорожка 2: Материалы
Наука и техника

Материалы
Наука и техника — признанный клинический предмет,
в настоящее время много лет окружать полимерами, керамикой, стеклом, композитными материалами
и биоматериалы.Материалы
наука и техника, включая открытие и расположение новейших веществ.
Многие из наиболее актуальных научных проблем, с которыми в настоящее время сталкиваются люди, являются
из-за ограничений веществ, которые должны быть получены, и, как конец
В результате основные прорывы в технологии материалов
по всей вероятности повлияет на будущее поколения
значительно. Материаловеды придают большое значение опыту того, как
записи материала влияют на его структуру и, соответственно, на его дома и
Общая производительность.Вся инженерная продукция от самолетов до музыкальных устройств,
возможность источников энергии, связанных с экологически чистым производством
методы, клинические устройства для синтетических тканей, компьютерные чипы для записи в гараж
устройства и многое другое созданы из веществ. По правде говоря, все новое и
адаптированные материалы часто лежат в основе инновационных продуктов
в самых разных приложениях. Ожидается, что мировой рынок достигнет
6.000 миллионов долларов до 2020 года и среднегодовой темп роста 10.2% между 2015 и 2020 гг.
с точки зрения действительно стоящей. Окрестности Северной Америки остаются крупнейшими
рынок, а затем через Азиатско-Тихоокеанский регион. Предполагается, что рынок Европы
будет развиваться по обычной цене за счет денежного выкупа внутри области на
сторона растущей проблемы строительства изоляции и энергии
финансовая экономия.

• Биоматериалы
• Вычислительное материаловедение
• Материалы для энергетики
• Наноматериал
• Оптоэлектронные и магнитные устройства
  Материалы
• Конструкционные материалы
• Металлы
• Полимеры
• Керамика

Track 3: Nano Science
и нанотехнологии

Выражение
«Нано» не новость, это всего лишь префикс для 10-9.Как бы то ни было, это
делает «вселенную материалов» чрезвычайно увлекательной, когда
материалы начинают достигать глубины менее 100 нм. Шокирующие, диковинные чудеса
начинают происходить, когда размер материала достигает 15-30 нм или ниже. В
появление наноударной банки
быть таким же другим, как восприятие квантовой флуоресценции в CdSe
обведены регулировкой затенения от красного к фиолетовому, поскольку молекула
мера уменьшает или укрепляет прежде слабые художественные рамки путем
носитель с углеродными нанотрубками,
или создание интерфейса для улучшения качества материалов, например,
металлические очки.Регулярно, из-за требований к размеру, необходимо использовать
конкретные методы описания структуры и свойств наноматериала
требующие использования сложных инструментов изображения, например, высоких
определение, фильтрация и просвечивающая электронная микроскопия, ядерная
силовая и исследовательская роющая микроскопия, нано-пространство и
Нано-контроль.

• Современные наноматериалы
• Синтез наноматериалов и
  недвижимость
• Магнитная микроскопия и визуализация
• Тонкие пленки, нанотрубки
• Магнитная микроскопия и визуализация
• Магнитофотоника
• Нано-магнетизм
• Магнитные кластеры, наночастицы
  и нанопроволоки
• Многослойные пленки и суперрешетки
• Нановолокна, наностержни, улучшенные
  Нано материалы
• Наноэлектроника
• Магнитоплазмоника
• Тонкие пленки, нанотрубки
• Нанопроволока
• Наноэлектроника
• Наноструктуры и устройства
• Многослойные пленки и суперрешетки
• Нано материалы
• Наноструктуры и устройства
• Нанофотоника
• Микромагнитное моделирование
• Нанокристаллические материалы
• Синтез наноматериалов и
  недвижимость
• Магнитные кластеры, наночастицы
  и нанопроволоки
• Микромагнитное моделирование

Дорожка 4: Нано
Магнетизм и квантовые точки

Квантовая
Точки и магнитный
Наночастицы имеют множество применений в объяснительных стратегиях.Квантовые точки
полупроводниковые наночастицы
чьи цифровые диапазоны мощности впечатляюще управляются с помощью
измерения молекул. Эта манипуляция происходит из-за квантовой репрессии. QD
полезны как исследовательское устройство благодаря своим блестящим оптическим корпусам.
Эти оптические жилища содержат ограниченный спектр оттока, огромную оптическую плотность.
спектры, длина волны разряда
который является гибким за счет преобразования объема молекулы, чрезмерного
квантовая эффективность и обвинения в отбеливании фото кофе.МНП производятся
из магнетита (Fe3O4) или магнетита (? ..? Fe2O3). Обычно низкий
ядовитые, за исключением оксидов железа, учитывая их использование в
пакеты vivo.

• Квантовая наука и технологии
• Фотоприемники на квантовых точках
• Оптическая связь и
  сеть
• Квантовые точки в развитии
  Наномедицина
• Электронная и ионная проводимость
• Магнитные квантовые точки в спинтронике
  полупроводниковые приборы
• Светоизлучающие квантовые точки с
  Настраиваемая и выравниваемая яркость флуоресценции

Дорожка 5: Достижения в материалах
Наука

Материалы
наука — это гибридизирующая область, в частности макет и
открытие последних материалов.Это основная учебная дисциплина, возникшая в результате химии термоядерного синтеза.
скорее деление. Новая академическая дисциплина возникла в результате слияния
металлургии, керамики, физики стабильных стран
а химия — это сфера, которая занимается идентичностью, взглядом и компоновкой
веществ. Несколько резиденций, объединяющих природу, форму, форму и
наблюдается множество различных характеристик ткани, так что
материалы можно использовать с максимальной пользой в соответствующих
регионы.Дисциплина важна как с точки зрения учебы, так и с точки зрения
коммерческий.

• Поверхностная инженерия
• МетаМатериал
  Технологии
• Фемто Технологии
• Керамика и полимеры
• Супрамолекулярная химия
• Искусственные самоочищающиеся поверхности
• Графен
• Разработка и производство
  Материалы
• Электронные и фотонные материалы

Дорожка 6: Smart
Материалы

Смарт
Материалы — это гибридные вещества, которые могут состоять из разных стадий.
которые значительно изменяются, если применяются какие-либо внешние раздражители, включая температуру,
давление, магнитные или электрические поля.Которые позволяют
проектирование желаемых домов? Правильное моделирование, симуляция и манипулирование
помощь в интегрированной компоновке устройства умного
вещества. Пьезоэлектрик и сегнетоэлектрик
материалы производят самые современные электрические технологии, пока они расположены ниже
механическое напряжение. Благодаря их быстрой электромеханической реакции и
их низкие требования к прочности, пьезоэлектрические материалы широко используются внутри
программы структурного управления. Электролюминесцентный
материалы являются полупроводниками, которые позволяют выходить через него мягким.Сплавы с реминисценцией формы обладают способностью возвращаться к своей подлинной форме
пока нагревается от деформированной формы.

• Магнитострикционные материалы и
  Сплавы с магнитной памятью формы
• Неорганические интеллектуальные полимеры
• PH-чувствительные полимеры
• Термочувствительные полимеры
• Галохромные материалы
• Хромогенные системы
• Феррожидкость
• Материалы, меняющие цвет
• Материалы фотомеханические
• поликапролактон
• Самовосстанавливающиеся материалы
• Диэлектрические эластомеры
• Магнитокалорические материалы
• Термоэлектрические материалы
• Хемореактивные материалы

Дорожка 7: Магнето
Электронные материалы

Магнито
электрический
генератор, который использует постоянные магниты для создания периодических импульсов
переменный ток.В отличие от динамо, магнето не содержит коммутатора.
производить постоянный ток. Это классифицируется как форма генератора переменного тока, хотя
его обычно считают отличным от большинства других генераторов, в которых используются
катушки возбуждения, а не постоянные магниты. Генераторы магнето с ручным приводом
использовались для обеспечения вызывного тока в телефонных сетях. Магнето
также были адаптированы для создания импульсов высокого напряжения в системах зажигания
некоторые бензиновые двигатели внутреннего сгорания для обеспечения мощности искры
пробки.

Моделирование магнитных материалов в частотной области с помощью приложения

Кривые нелинейного магнитного насыщения в базе данных нелинейных магнитных материалов модуля переменного / постоянного тока теперь можно использовать при моделировании в частотной области с помощью COMSOL Multiphysics версии 5.2. Теперь вы можете преобразовать связанную кривую B-H или H-B, которая ранее поддерживалась только для стационарных и зависящих от времени исследований, в эффективную кривую B-H или H-B с помощью недавно добавленного приложения Калькулятор эффективных нелинейных магнитных кривых.В этом сообщении блога мы обсудим, как это приложение используется в симуляциях в частотной области.

Нелинейные магнитные материалы в частотной области

Обычное допущение при моделировании состоит в том, чтобы указать линейную магнитную проницаемость в определяющем соотношении. Часто хорошей практикой является предположение, что на начальном этапе моделирования материал реагирует линейно по отношению к приложенному полю. В COMSOL Multiphysics это можно сделать, просто применив постоянное значение магнитной проницаемости в определяющих уравнениях в магнитных интерфейсах.

\ mathbf {B} = \ mu_0 \ mu_r \ mathbf {H}

Однако многие ферромагнитные материалы демонстрируют нелинейное поведение, поскольку намагниченность нелинейно зависит от магнитных полей даже при небольшом изменении. Эти материалы также демонстрируют гистерезис , историческую зависимость приложенного магнитного поля от намагниченности. Моделирование гистерезисного поведения требует вычислений и является сложной задачей. Нелинейные магнитные материалы, доступные в COMSOL Multiphysics, не включают полную петлю гистерезиса, а вместо этого включают среднюю кривую B-H, которая включает эффекты магнитного насыщения в первом квадранте, как описано в этом сообщении в блоге.

Эти кривые намагничивания также называются кривыми постоянного тока, или нормального намагничивания, кривых, которые получаются путем нанесения геометрических точек максимальных значений B и H на концах петель гистерезиса. Эти кривые магнитного насыщения могут использоваться непосредственно в стационарных и временных исследованиях, но не для частотной области. Для решения в частотной области вам потребуется «усредненная за цикл» кривая B-H / H-B, которая аппроксимирует нелинейный материал на основной частоте.

Приложение «Калькулятор эффективных нелинейных магнитных кривых» можно использовать для создания эффективных кривых B-H / H-B для моделирования в частотной области (гармоники во времени). Эти эффективные кривые B-H / H-B можно напрямую использовать в магнитных интерфейсах модуля AC / DC в COMSOL Multiphysics версии 5.