Разработка технологий изготовления порошковых магнитных материалов для электротехнических изделий

• Автор: Тимофеев, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 312 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ

МАГНИТОПРОВОДОВ

1Л. Диаграмма состояния и кристаллическая структура сплава кремния с железом

1.2. Физические свойства слиткового сплава кремния с железом

1.3. Свойства спеченных материалов, полученных из железного порошка

1.4. Свойства спеченных магнитомягких изделий из сплава кремния с железом

1.5. Классификация дефектов кристаллической решетки магнитных материалов

1.6. Влияние дислокаций на свойства магнитных материалов

1.7. Доменная структура сплава кремния с железом

1.8. Выводы по обзору литературы и постановка задачи исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Способы получения исходных материалов
2.2. Пресс-формы для изготовления магнитных материалов методом порошковой металлургии
2.3. Методика изготовления элементов магнитных систем
2.3.1. Приготовление шихты
2.3.2. Дозирование порошковой шихты
2.3.2. Формирование изделий из порошковой шихты
2.3.4. Сушка прессованных изделий
2.3.5. Спекание и термическая обработка элементов магнитных систем
2.3.6. Способ получения монокристаллов
2.4. Диагностика элементов магнитных систем
2.4.1. Измерение пористости
2.4.2. Определение влажности
2.4.3. Оценка формуемости
2.4.4. Исследование ферромагнитных свойств полученных материалов
2.4.5. Методика исследования удельных магнитных потерь
2.5. Диагностика микроструктуры элементов магнитных систем
2.5.1. Подготовка шлифов для прямого наблюдения микроструктуры
2.5.2. Выявление дислокационной структуры
2.5.3. Выявление доменной структуры
2.6. Диагностика механической прочности
2.6.1. Механические испытания спеченных образцов
2.6.2. Испытание спеченных магнитных систем на механическую износостойкость
3. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ (МПМ), НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
3.1. Спекание материалов для магнитопроводов
3.2. Влияние температуры спекания на дислокационную структуру материалов, полученных МПМ
3.3. Влияние времени спекания на дислокационную структуру материалов, полученных МПМ
3.4. Зависимость коэрцитивной силы и максимальной магнитной проницаемости от плотности дислокаций и концентрации доменов для материалов, полученных МПМ
3.5. Исследование удельных потерь материалов, полученных МПМ
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ

4.1. Влияние скорости охлаждения и термомагнитной обработки на магнитные и технологические свойства материалов, полученных МПМ

4.2. Исследование технологического процесса создания изоляционных слоев элементов магнитных систем
4.3. Совмещенный способ антикоррозийного покрытия и пропитки элементов магнитных систем
4.4. Способ повышения механической износостойкости элементов магнитных систем
4.5. Исследование магнитно-импульсного прессования элементов магнитных систем
4.6. Разработка критической технологии для изготовления элементов магнитных систем, полученных методом жидкофазного спекания (МЖФС)
4.7. Физико-механические свойства материалов, полученных по технологии МПМ
4.8. Вероятностно-статистический анализ технологической точности и
качества изготовления магнитных систем
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ, ПОЛУЧЕННЫХ МПМ
5.1. Зависимость характеристик электромагнитов, полученных из материалов МПМ
5.2. Применение матричной формы схемы прессования
5.2.1. Прессование без вариаций давления
5.2.2. Прессование с эквидистанционной вариацией давления
5.2.3. Прессование при дифференциальном давлении
5.2.4. Прессование композиционных элементов магнитных систем на основе сочетания магнитомягких и магнитотвердых материалов (МММ и МТМ)171
5.3. Механическая износостойкость слоистых магнитных систем
5.4. Магнитные свойства характеристик реле в сравнении с зарубежными аналогами

где б - ширина междоменной границы;
Ь - вектор Бюргерса:
А-юо_ магнитострикционная константа для направления <100>;
Сь Сг - упругие модули кристаллической решетки.
Этими авторами коэрцитивная сила при температурах, больших 873 К, вычисляется без достаточного обоснования по формуле
Нс=1.Ьоо1иЬооО> (18)
где т- упругое напряжение в материале;
в - упругий модуль сдвига.
Предложенная формула коэрцитивной силы для недеформированных образцов железа также не вполне оправдана, так как в ней не учитывается магнитоупругая анизотропия. Рассчитанная коэрцитивная сила даже качественно не согласуется с экспериментально наблюдаемой кривой, которая имеет слабо выраженный, но явно наблюдаемый максимум.
Исследованию влияния дислокаций на коэрцитивную силу деформированных монокристаллов кремнистого железа посвящены работы В.Г. Лившица и Е.И. Кривоносовой [156-158, 161], где показано, что усредненное значение коэрцитивной силы кремнистого железа пропорционально пластическому удлинению в степени 1/4. Эта зависимость находится в качественном согласии с теорией Вицены [249] и расчетами Малека [230]. Ими обнаружено, что в результате пластической деформации анизотропия коэрцитивной силы изменяется. При отжиге наклепанных образцов кремнистого железа плотность дислокаций, наблюдаемая методом ямок травления, и коэрцитивная сила уменьшаются, а анизотропия их восстанавливается.
С. Полукарова показала [238], что в исходном состоянии исследованные образцы после отжига преимущественно имеют винтовые дислокации с вектором Бюргерса <100>. В работе А.И.Мицека и
В.Н.Пушкаря [90] также указывается, что в отожженном состоянии