Влияние режимов спекания высококоэрцитивных порошковых магнитов на процесс формирования их технологических и магнитных характеристик

рассеяния серийно выпускаемых радиоэлектронных изделий. Установлено, что возможной причиной брака может быть: некачественная обработка материала сердечника, неидеальность поверхности, царапины и плохое совмещение полублоков при сборке.

Полученные муаровые картины магнитных полей рассеяния и их обработка облегчают расчет и анализ реальных полей, контролируемых при производстве и наладке устройств в радиоэлектронике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Печагин Е.А., Калинин В.Ф., Иванов В.М., Иванов В. П. Измерение магнитных полей рассеяния с помощью электроннооптического муара // Тр. ТГТУ. Тамбов, 1998. Т. 2. С. 206-212.

2. Головин Ю.И., Иванов В.М., Иванов В.П., Финкель В.М. Магнитное поле в трещине, обтекаемой током // Дефектоскопия. 1982. Т. 3. С. 43-48.

3. Дюрелли А., Паркс В. Анализ деформации с использованием муара. М.: Мир, 1974. 356 с.

4. Siakkou M. Phusik der Informationspeicher. Berlin: Akademi-Verlag. 1972. 217 с.

УДК 621.762

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ СПЕКАНИЯ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ ПОРОШКОВЫХ МАГНИТОВ НА ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

© Ю.А. Брусенцов, В.П. Шелохвостов

Россия, Тамбов, Государственный технический университет

Brusentsov Yu.A., Shelokhvostov V.P. The influence of baking regimes of high-coerciv magnets on the formation-rocess of their technological and magnetic characteristics. The technique of baking powder magnets for getting maximum magnetic characteristics is suggested. Optimal temperatures of baking and heating velocities are determined.

Важнейшими элементами многих устройств автоматики, электроники, приборостроения, электро- и радиотехники являются детали, изготовленные из магнитотвердых материалов. Наибольшее распространение получили магнитотвердые материалы с повышенными значениями коэрцитивной силы (40 - 150 кА/м) и удельной магнитной энергии (3,6 - 40 кДж/м3). Особое место в этой группе занимают железоникельалюми-ниевые сплавы. Их относят к классу прецизионных сплавов, так как даже незначительные отклонения в технологии их получения и термической обработке могут привести как к значительному ухудшению, так и улучшению магнитных характеристик.

Известно [1], что достижение максимальных магнитных свойств связано с формированием определенной структуры, состоящей из парамагнитной матрицы и выделений однодоменных частиц высококоэрцитивной фазы. Для получения такой структуры, кроме термической обработки, применяют легирование кремнием, титаном, а также увеличивают содержание кобальта в сплаве. Однако это приводит к снижению механических и технологических свойств литых магнитов. Так, твердость их аналогична твердости большинства закаленных сталей, а брак при шлифовании даже при работе на «мягких» режимах достигает 30 % [2].

Применение порошковой технологии позволяет улучшить обрабатываемость магнитов при сохранении высоких магнитных свойств.

Формирование основных магнитных характеристик происходит на этапах спекания, термомагнитной обработки и многоступенчатого отпуска. Несмотря на то, что технология получения металлокерамических магнитов достаточно хорошо изучена, до настоящего времени проводятся исследования, которые позволяют утверждать, что за счет нетрадиционных подходов к

методике проведения спекания и термообработки можно улучшить их основные магнитные характеристики. Наиболее ответственным является процесс формирования оптимальной структуры при спекании. Одним из главных условий получения высоких магнитных характеристик металлокерамических постоянных магнитов является создание физической и химической неоднородности структуры в процессе спекания.

В работе рассматривается возможность повышения коэрцитивной силы и удельной магнитной энергии порошковых магнитов путем изменения режима их спекания.

Характерной особенностью, осложняющей процесс спекания сплавов этого класса, является очень узкий интервал высокотемпературного существования а-фазы ( ~50°), (рис. 1).

Для сохранения концентрационной неоднородности с целью последующего выделения высококоэрцитивной а'-фазы, режим спекания осуществляют на нижнем температурном интервале существования а-фазы.

Однако проведенные микроструктурные исследования показывают, что при кратковременных выдержках (до 1 часа) при спекании процесс формирования зеренной структуры не завершается. Поэтому для интенсификации процесса гомогенизации требуются длительные выдержки, а также увеличение скорости нагрева в диапазоне от 1150 °С до 1300-1350° С. Это приводит к ускорению процесса образования центров кристаллизации, а выделяющиеся при термомагнитной обработке частицы ферромагнитной а'-фазы имеют малую анизотропию формы и их количество не позволяет получать высокие значения коэрцитивной силы.

Разработанная нами методика спекания порошкового сплава предполагает очень медленный

т

Рис. 1. Стандартный (1) и измененный (2) режимы спекания порошковых магнитов

ступенчатый нагрев до температуры на 10° ниже температуры плавления [3]. После выдержки в течение одного часа и последующей термомагнитной обработки образцы имели значения коэрцитивной силы на 2-4 кА/м превышающие обработанные по стандартной

технологии. Одновременно это привело к увеличению магнитной энергии.

Повышение значений основных магнитных характеристик связано с изменением механизма формирования центров кристаллизации однодоменных частиц. При медленной скорости нагрева и проведении спекания при температурах, близких к температуре плавления, формируется гомогенная структура с максимальным количеством центров кристаллизации, имеющих меньшие размеры. При термомагнитной обработке выделяются более тонкие однодоменные частицы, то есть с высокой степенью анизотропии формы. Такой режим спекания приводит к снижению пористости образцов, что также способствует увеличению основных магнитных характеристик высококоэрцитивных сплавов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Довгалевский Я.М. Легирование и термическая обработка магнитотвердых сплавов. М.: Металлургия, 1971. 176 с.

2. Гавриш А.П. Шлифование и доводка магнитных материалов. Л.: Машиностроение, 1985. 117 с.

3. Рудницкий Ю.В., Беляев И.В., Чабан И. П. и др. Определение температур плавления магнитотвердых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. № 6. С. 42-43.

УДК 621.3.032:539.23

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ В ПРОЦЕССАХ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ

© А.П. Королев, В.П. Шелохвостов, В.Н. Чернышов

Россия, Тамбов, Государственный технический университет

Korolev A.P., Shelokhvostov V.P., Chernyshov V.N. The semiconductor prime initial transformer of heat parameters in processes of deformation and destruction. In the article, calculations of structure and electro-physical parameters of the prime initial transformer of heat values, main technological regimes are adduced. The possibility of application of transformer for material diagnosis after deformation and destruction is described.

Пластическая деформация и разрушение сопровождаются нарушением теплового баланса деформируемого тела, создают в областях концентрации напряжений неоднородные тепловые поля, при этом меняются также теплофизические характеристики материала (теплопроводность, температуропроводность и др.).

Количественная оценка изменений указанных характеристик может дать дополнительные сведения о физике проходящих процессов в зоне пластической деформации и разрушения. Трудности исследования в этом случае связаны с небольшими количественными изменениями и необходимостью определения теплофизических величин с высокой локальностью. В настоящее время эти вопросы могут решаться с привлечением средств интегральной электроники, значительно увеличивающей точность и локальность измерений.

В работе была поставлена задача выбора пригодной для этого полупроводниковой структуры, определения конструкции, методики расчета геометрических, топологических, электрофизических параметров, техноло-

гии изготовления ячейки первичного измерительного преобразователя (ПИП) тепловых величин.

Предлагаемая ячейка ПИП создана на базе МДП-структуры и приведена на рис. 1.

Принцип работы ПИП основан на термогенерации основных носителей заряда (электронов) и, как следствие, увеличении выходного тока при внешнем нагреве ячейки. Отклонение выходного сигнала в результате внутреннего нагрева, связанного с прохождением тока, менее 1%. Подробно работа ПИП описана нами в [3].

В результате проектирования необходимо получить модель температурной зависимости выходного тока преобразователя, определить его входные электрические, геометрические и топологические параметры, рассчитать основные технологические режимы, влияющие на точность выходных характеристик. Для расчетов и моделирования выбран кремний, легированный фосфором с электронной проводимостью, удельным сопротивлением р = 3,0 Ом-см и концентрацией легирующей донорной примеси Мп = 1,5-1015 см-3.