L: tuổi thọ ở nhiệt độ so sánh ví dụ nhiệt độ ứng với cấp chịu nhiệt
4.2.5Vật liệu từ cĩ cơng dụng đặc biệt
d. Hệsố từ thẩm
4.2.5Vật liệu từ cĩ cơng dụng đặc biệt
Ferit và hợp kim cĩ đường trễ từ chữ nhật
Vật liệu từ cĩ đường trễ từ chữ nhật được sử dụng rất rộng rãi trong các hệ thống tự động, kỹ thuật máy tính,trong các thiết bị thơng tin. Lõi vật liệu từ loại này cĩ hai trạng thái bền vững tương ứng các hướng khác nhau của cảm ứng từdư. Chính nhờ
tính đặt biệt này ta cĩ thể sử dụng nĩ để giữ và xử lý thơng tin nhị phân. Ghi và đọc
thơng tin được thực hiện bằng cách chuyển mạch từ một trạng thái từ này sang trạng thái khác nhờ sự trợ giúp của xung dịng điện được tạo bởi cường độ từ trường cần thiết.Lõi từ cĩ đường trễ từ chữ nhật cĩ đặc điểm là độ tin cậy cao, cĩ kích thước nhỏ, giá thành thấp, đặc tính tương đối ổn định. Chúng cĩ thời gian sử dụng khơng hạn chế, giữđược thơng tin khi nguồn bị ngắt.
Đối với vật liệu dạng này cần cĩ những yêu cầu đặc biệt. Thơng số chủ yếu là hệ số
vuơng của đường từ trễ Kv, là tỉ số của từ cảm cịn lại Bc với độ từ cảm max Bmax. Kv = Bc/Bmax
Xác định Bmax khi cho Hmax = 5Hc. Điều mong muốn là Kv gần bằng 1.
Ngồi ra vật liệu từ chữ nhật phải thõa mãn thời gian từ hĩa ngược ít, cĩ đặc tính từ ổn định ở nhiệt độ cao. Ferit cĩ đường từ trễ chữ nhật trên thực tế được sử dụng rất rộng rãi so với băng kim loại mỏng, điều này được giải thích rằng cơng nghệ sản xuất lõi đơn giản hơn và kinh tế hơn.
Hợp kim sắt- niken: tỉ lệ của Ni nằm trong dải rộng, tạo ra những hợp kim cĩ từ tính khác nhau trong dải rộng. Với tỉ lệ 30% Ni, vật liệu khơng cĩ từ tính
, với 78% Ni và được xử lý nhiệt chính xác hợp kim cĩ hệ số từ thẩm rất cao, các hợp kim này rất nhạy với nhiệt luyện.
cm 80μΩ =
ρ
Hợp kim sắt niken 48%: đã được phát triển để dùng trong những trường hợp cần cĩ hệ số từ thẩm cao vừa nhưng từ cảm bão hịa phải cao hơn Permolloy 78. VD: Audiolloy, Corpenter 49 … thường được sử dụng nhiều trong radio, rada, dụng cụ khuếch đại từ. Dentamax cĩ đường từ trễ vuơng theo hướng cán, hệ số từ thẩm cao được sử dụng dưới dạng băng mỏng làm lõi cuộn dây máy biến áp xung và khuếch đại từ.
Hợp kim sắt-đồng-niken: Thêm thành phần Cu, Cr vào hợp kim Fe –Ni sẽ làm tăng hệ số từ thẩm ở từ cảm nhỏ. Để cĩ những tính chất tối ưu chúng được ủ ở 11000C trong 4 giờ, trong khí H2 sau đĩ làm nguội chậm. Dùng làm vỏ chống nhiễu từ cho dụng cụ điện tử, làm lõi của khởi động từ.
Trong nhĩm các VLST cĩ một bộ phận “sắt từ” mà hệ số dãn nở nhiệt αT
âm cĩ tên là hợp kim inva (hợp kim sắt –niken hoặc sắt –platin), với hợp kim chứa 36% Ni thì αT nhỏ hơn 10 lần so với Ni và Fe nguyên chất. Cịn hợp kim chứa 56% Pt thì αT < 0 như thế hợp kim này khi bị nung nĩng khơng dãn nở ra mà ngược lại, nĩ bị co ngắn lại. Các hợp kim inva được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật, trong các lĩnh vực dân dụng, chế tạo thiết bị điện vơ tuyến. Trong tương lai, các hợp kim mới cĩ khối lượng nhẹ và hệ số αT 0 sẽ được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế.
≤
Hợp kim cĩ hệ số từ thẩm khơng đổi: Là những hợp kim cĩ hệ số từ thẩm vừa, cĩ giá trị khơng đổi trong dải từ cảm rộng. Dùng cho những mạch cĩ dạng sĩng ít méo. VD: Isoperm, conpermh là hợp kim Fe – Ni, cĩ 40% đến 55% Ni được luyện nguội một cách nghiêm ngặt. Tính chất hợp kim biến đổi rất nhiều với thành phần hĩa học và việc xử lý nhiệt. Một hợp kim khác 45%Ni, 25%Co, 30%Fe trong phạm vi từ cảm từ 0 đến 600G, hệ số từ thẩm cĩ giá trị khơng đổi, tổn hao từ trễ nhỏ ρ= 19,63 μ.Ω.cm
Hợp kim coban – niken – sắt (50%Ni, 25%Co, 25% Fe) gọi là Perminvar cĩ hệ số từ thẩm khơng đổi trong phạm vi từ cảm nhỏ (B≈ 800G)
Hợp kim 45% Ni 25%Co 30%Fe, được nung ở 425 0C tromg 24 giờ, sau đĩ làm nguội chậm cĩ tổn hao từ trễ như sau:
Từ cảm B (G) 1003 1604 4950 13810 Tổn hao từ trễ (10-7J) 17,27 163 1736 4430
Hợp kim cảm biến nhiệt: Nhiệt độ Quiri của kim loại cĩ thể nâng lên hoặc hạ xuống bằng cách thêm vào những thành phần khác, cĩ thể chế tạo những hợp kim mất từ tính ở bất kỳ nhiệt độ nào đến 11150C. Những hợp kim trên cơ sở sắt thường được dùng để cĩ hệ số từ thẩm cao nhất cĩ thể ở nhiệt độ dưới điểm Quiri. Ni, Mn, Cr, Si là những thành phần hợp kim cĩ tác dụng hữu hiệu nhất cho mục đích này, hầu hết những hợp kim được chế tạo để dùng vào việc khống chế nhiệt độ như ở cuộn kháng, máy biến áp … ( hợp kim copenter temperatene compensator là hợp kim niken- đồng- sắt mất từ tính ở 550C )được dùng để làm phần tử bù nhiệt.
Điểm Quiri của một số kim loại, hợp kim:
Ni 3520C 45Ni 5Cr 50Fe 3250C Fe 7800C 45Ni 15Cr 40Fe 590C Co 11150C Ferit Niken NiFe2O4 4550C
+Hợp kim vơ định hình: được chế tạo bằng cơng nghệ mới làm nguội nhanh kim loại đang nĩng chảy và những tấm băng mỏng được chế tạo thành cĩ bề dày 0,0254 đến 0,0762 mm. Hợp kim hĩa rắn trước khi những nguyên tử kịp tách ra hoặc kết tinh. Kết quả là hình thành vật liệu cĩ kết cấu nguyên tử như của thủy tinh, điện trở suất 125 đến 130 μΩcm. Một số từ tính cĩ thể biến đổi bằng cách dùng những yếu tố hợp kim khác nhau. Những hợp kim vơ định hình cĩ thể sử dụng ở tần số cao như hợp kim sắt –silic, sắt –niken dưới dạnh đúc hoặc cán thành băng.
+Lõi bằng bột hợp kim niken –sắt: Bột hợp kim bọc cách điện, được ép thành hình và xử lý nhiệt . Bột hợp kim thơng dụng là Permalloy 2 –81 cĩ 2% Mo, 81% Ni, và sắt. Cịn cĩ senlust (cĩ 7% Si, 7% Al và cịn lại là sắt). Trước khi được ép, những hạt bột được bọc bằng một màng mỏng cách điện vơ cơ, chịu nhiệt cao, cĩ thể chịu được lực ép lớn, nhiệt độ ủ 6500C trong khí H2. Bọc cách điện cho những hạt bột để giảm tổn hao do dịng điện xốy và để tạo nên khe hở khơng khí được phân chia, cĩ thể điều chỉnh được để cĩ μ thay đổi trong giải rộng (lõi permalloy 2 –81 cĩ μ thay đổi từ 14 đến 300, senlust μ thay đổi từ 10 đến 140).
Lõi bằng bột hợp kim niken –sắt được sử dụng trong những trường hợp cần phải giữ giá trị điện cảm ổn định, khi những thành phần từ tính biến đổi với dịng một chiều hay với nhiệt độ. Cĩ thể giữ cho từ tính khơng biến đổi với nhiệt độ bằng cách cho vào bột hợp kim bột kim loại cĩ điểm Quiri thấp để trung hịa hệ số nhiệt dương của hệ số từ thẩm của bột hợp kim. Dùng trong cuộn cảm ứng điện thoại, cuộn kháng trong bộ lọc để điều hịa cơng suất khi cần, để giữ ở mức độ tối thiểu độ dao động của điện áp, biến áp xung và bộ nguồn cĩ chế độ đĩng ngắt cần phải cĩ tổn hao lõi thép nhỏ. Tần số làm việc cĩ thể trong giải từ 1 KHz đi với vật liệu từ cĩ = 300 , đến 500 KHz đối với vật liệu từ cĩ μ μ =14.
+Lõi bột sắt: được chế tạo từ nhiều loại bột sắt cĩ cỡ hạt từ 2 đến 100μm. Những hạt được cách điện với nhau bằng loại cách điện đặc biệt. Bột sắt đã được bọc cách điện được trộn với chất kết dính bằng nhựa Fenol hoặc epoxi và chất bơi trơn khuơn. Bột được ép theo những hình dáng khác nhau: hình vành xuyến, chữ E, lõi điều chỉnh cĩ ren, dạng cái cốc, dạng lá, vịng đệm, ống … Những lõi đã ép được nung trong lị ở nhiệt độ thấp, trở thành rắn chắc. Những hạt đã bọc cách điện tạo ra khe hở khơng khí giảm tổn hao do dịng điện xốy, nâng cao tần số làm việc μ = 4 đến 90, giải tần làm việc từ 50 đến 250 MH., Dùng làm lõi biến áp tần số cao, cuộn dây hịa âm, cuộn cảm, cuộn kháng của bộ lọc, bộ nguồn cĩ giảm tạp âm, mạch điều khiển cơng suất.
Trang 1.1.Các quá trình vật lý trong vldđ và các tính chất của chúng ... 1
1.1.1.Các khái niêäm cơ bản về chất dẫn điện... 1 1.1.2. Sự dẫn điện của kim loại... 2 1.1.3.Điện trở suất của kim loại... 6 1.1.3.Hợp kim... 8 1.1.4.Điện trở của màng kim loại mỏng. ... 11 1.1.5.Hiện tượng tiếp xúc và sức nhiệt điện động. ... 12 1.2.Vật liệu dẫn điện... 13 1.2.1.Phân loại... 13 1.2.2.Vật liệu cĩ tính dẫn điện cao. ... 14 1.2.3.Kim loại và hợp kim siêu dẫn. ... 20 1.2.4.Hợp kim điện trở cao và hợp kim
dùng làm cặp nhiệt điện... 24 1.2.5.Vật liệu dẫn điện khơng kim loại... 26 1.2.6.Các loại vật liệu dẫn điện khác. ... 27 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương 2: