eng
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Условные обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Б . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Г . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Д . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Ж . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
З. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
И . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
К . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Л . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
М . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Н . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
О . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
П . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Р. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Т. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
У . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Ф . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
Х . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
Ц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
Ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
Ш. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
Э . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
Я . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
Предприятия и организации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
Краткие биографии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
Пионерские работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
Предметный указатель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
ПРЕДИСЛОВИЕ
Граница, разделяющая магнитные материалы по степени их «мягкости», т. е. по их
способности намагничиваться в слабом магнитном поле, является достаточно услов-
ной. В нашей стране принято считать, что магнитомягкие материалы имеют коэрци-
тивную силу менее 4 кА/м, а при большем значении материалы являются магнитотвер-
дыми. В тройной классификации (магнитомягкие, полутвердые, магнитотвердые) к
магнитомягким материалам относят группу с коэрцитивной силой менее 500 А/м. Маг-
нитомягкие материалы отличаются высокой магнитной проницаемостью и использу-
ются, главным образом, в качестве проводников магнитного потока. По этой причине
изделия из магнитомягких материалов называют магнитопроводами.
Мировое производство магнитомягких материалов составляет около 12 млн. тонн в
год. Эта цифра отражает существующие потребности мировой экономики в магнито-
мягких материалах. Важнейшую роль в производстве и распределении электрической
энергии играют вращающиеся (генераторы и двигатели) и статические (трансформато-
ры и реакторы) электрические машины, работающие на промышленной частоте
50 (60) Гц. Сердцем этих машин является магнитная система (магнитопровод), кото-
рая изготавливается преимущественно из электротехнической стали. Передачу элект-
рической энергии в удобной для потребителя форме решает преобразовательная техни-
ка, работающая на повышенной частоте. Здесь применяются тонколистовые прецизи-
онные сплавы и ферриты, объем производства которых заметно меньше, поскольку
высокочастотное преобразование позволяет значительно снизить размеры магнитной
системы. Измерительные устройства являются составной частью всей системы произ-
водства, распределения, преобразования, потребления и учета (измерения) электриче-
ской энергии. Небольшая, но очень важная область применения магнитомягких мате-
риалов связана с созданием, измерением и ослаблением (экранированием) магнитного
поля, а также использованием упругих и термических свойств. Особую группу магни-
томягких материалов составляют материалы для сверхвысоких частот.
Тема «Магнитомягкие материалы» связана с физикой и техникой магнитомягких
материалов. В ней используется широкий круг знаний фундаментальных наук (матема-
тика, физика, химия) и сопряженных технических наук (металлургия, металловедение
и термическая обработка, механика деформируемых сред, электротехника, силовая
электроника, радиотехника и связь). Под техникой понимают разработку, внедрение,
производство и применение магнитомягких материалов. Как правило, этапы разработ-
ки и внедрения остаются в истории, а два следующих этапа, если они наступают, могут
быть длительными (например, анизотропная электротехническая сталь производится с
начала 1940-х гг.) или короткими (например, электротехническая сталь с кубической
текстурой производилась лишь в 1960—1970 гг.). В начале всей цепочки производства
и применения стоят металлургические процессы, связанные с подготовкой материала
требуемого химического состава. В дальнейшем материалу придают определенную
форму (полоса, проволока или порошок) и необходимую структуру (аморфную, нано-
кристаллическую, микрокристаллическую, кристаллическую с оптимальным размером
зерна). На этом этапе преобладают процессы непрерывной разливки, прокатки, прес-
сования и термической обработки в разных газовых средах и вакууме. Готовый к при-
менению материал должен обладать физическими и химическими свойствами, удовлет-
воряющими заданной области применения. Для практического применения магнито-
мягкий материал необходимо снабдить достаточно большим объемом справочных
электромагнитных характеристик, которые необходимы для расчета электротехниче-
ских устройств. Эти же данные служат основой для новых разработок и применений с
использованием электрических и магнитных цепей.
В словаре-справочнике каждому термину (или понятию) посвящена отдельная ста-
тья, раскрывающая его содержание. Термины расположены в алфавитном порядке.
Если термин состоит из двух или большего числа слов, то он приводится в виде устой-
чивого словосочетания, соответствующего естественному порядку слов в русском язы-
ке. В заглавии статьи термин выделен прописными буквами с указанием ударения.
Слова, набранные после запятой строчными буквами, являются синонимами основно-
го термина. В квадратных скобках приводится краткая информация о происхождении
иноязычного термина. Сразу после названия через среднее тире следует определение.
Внутри статьи заглавный термин приводится в сокращенном виде, причем, если он со-
держит более двух слов, то сокращение состоит только из первых букв первых двух
слов. По возможности в статье приводятся краткие сведения из истории происхожде-
ния термина или понятия с указанием фамилий ученых, которые разработали соответ-
ствующие материалы или устройства, и года выполнения пионерской работы, пред-
ставленного четырехзначным числом в круглых скобках.
Все физические величины приведены в международной системе единиц измерения
СИ. Редкие исключения относятся только к использованию градусов Цельсия и еди-
ниц измерения магнитного поля — гаусс и эрстед. В словаре использовались массовые
(%), атомные (ат. %) и молярные (мол. %) процентные содержания вещества. Цифры
перед химическим элементом в сплаве типа Fe-3Si указывают на содержание этого эле-
мента в массовых процентах, а подиндексы, например, в сплаве Fe77Ni1Si9B13, указы-
вают на атомные проценты. В списке условных обозначений приведены лишь наибо-
лее часто употребляемые обозначения. Нумерация рисунков и таблиц самостоятельная
для каждой буквы алфавита. В конце приложен список упомянутых в словаре предпри-
ятий и организаций, а также краткие биографии ученых и их пионерские работы. Для
удобства поиска приводится предметный указатель.
Ссылки на литературу, приведенные в книге, составляют лишь часть источников,
которые были использованы при подготовке рукописи. Термины сверялись с Государ-
ственными стандартами на терминологию и определения, со сборниками рекомендуе-
мых терминов Академии наук и другими справочными изданиями. Литература по исто-
рии магнитомягких материалов немногочисленна, поэтому основные сведения черпа-
лись из оригинальных работ. Некоторые ссылки на использованные источники по тер-
минологии и истории приведены ниже.
Автор будет признателен за все замечания и пожелания, которые можно направлять
по адресу: 620141, Екатеринбург, а/я 62, e-mail: yunstar@mail.ru.
ТЕРМИНОЛОГИЯ
1. Александрова Н.В. Математические термины. Справочник. — М.: Высш. шк., 1978. —
192 с.
2. Большой энциклопедический словарь. Математика. Гл. ред. Ю.В. Прохоров. М.:
Большая российская энциклопедия, 1998. — 848 с.
3. Бэрк Г.Ю. Справочное пособие по магнитным явлениям. — М.: Энергоатомиздат,
1991. — 384 с.
4. Деньгуб В.М., Смирнов В.Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Изд-во
стандартов, 1990. — 240 с.
5. Иллюстрированный толковый словарь русской научной и технической лексики/Под
ред. В.И. Максимова. — М.: Русский язык, 1994. — 801 с.
6. Магнетизм и магнитные материалы. Терминологический справочник/Под ред.
Ф.В. Лисовского и Л.И. Антонова. — М.: Вагриус, 1997. — 238 с.
7. Международный электротехнический словарь/Под ред. М.А. Шателена. — Л.; М.:
ОНТИ ГЭИ, 1936. — 376 с.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
A — магнитный векторный потенциал, Тл м
А — работа, Дж
А — постоянная обменного взаимодействия, Дж/м
АL — коэффициент индуктивности, Гн
В — вектор магнитной индукции, Тл
В — магнитная индукция, Тл
Bm — максимальная магнитная индукция по динамической петле гистерезиса, Тл
Br — остаточная магнитная индукция по предельной петле гистерезиса, Тл
B800 — магнитная индукция при напряженности магнитного поля Нmax = 800 А/м, Тл
Bs — магнитная индукция насыщения, Тл
B — комплексная действующая магнитная индукция, Тл
С — электрическая емкость конденсатора, Ф
с — скорость распространения электромагнитной волны в вакууме, равная 3 108 м/с
D — вектор электрической индукции, Кл/м2
D — электрическая индукция, Кл/м2
Е — вектор напряженности электрического поля, В/м
Е — напряженность электрического поля, В/м
Е — действующее значение электродвижущей силы, В
Е — модуль Юнга, Па
EМ — модуль Юнга при постоянной намагниченности, Па
F — магнитодвижущая сила, А
F — свободная энергия, Дж
f — частота, Гц
G — модуль сдвига, Па
Н — вектор напряженности магнитного поля, А/м
Не — вектор напряженности внешнего магнитного поля, А/м
Нi — вектор напряженности внутреннего магнитного поля, А/м
Н — напряженность магнитного поля, А/м
Н — энтальпия, Дж
НА — напряженность магнитного поля анизотропии, А/м
Нс — коэрцитивная сила, А/м
Hm — максимальная напряженность магнитного поля по динамической петле гисте-
резиса, А/м
H
— комплексная действующая напряженность магнитного поля, А/м
HV — число твердости по Виккерсу
h — толщина пластины, м
— постоянная Планка, h = 2 = 6,626·10-34 Дж·с
I —постоянный электрический ток, А
I — действующее значение переменного тока, А
Im — максимальное значение синусоидального тока, А
I — комплексный действующий ток, А
i —мгновенный электрический ток, А
J — вектор плотности электрического тока проводимости, А/м2
J — плотность электрического тока, А/м2
K — константа магнитной анизотропии, Дж/м3
Кп — коэффициент прямоугольности предельной петли магнитного гистерезиса
K1 — первая константа магнитной анизотропии в кристаллическом ферромагнетике,
Дж/м3
L — индуктивность (коэффициент самоиндукции), Гн
Ls — индуктивность рассеяния, Гн
lвит — длина одного витка обмотки, м
lср — средняя длина магнитной силовой линии, м
M — вектор намагниченности, А/м
M — намагниченность, А/м
M — взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции), Гн
Ms — намагниченность насыщения, А/м
Ms0 — намагниченность насыщения при температуре Т = 0 К, А/м
m — магнитный заряд, Вб
m — масса, кг
N — коэффициент размагничивания
n — единичный вектор нормальный поверхности
n — отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной об-
мотки
P — вектор электрической поляризации, Кл/м2
P — активная мощность электрической цепи, Вт
Pс — классические удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pa — удельные магнитные потери, Вт/м3 или Вт/кг
Pв — удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pг — удельные магнитные потери на гистерезис, Вт/м3 или Вт/кг
P0,2/20 — удельные магнитные потери при максимальной магнитной индукции Bm =
= 0,2 Тл и частоте f = 20 кГц, Вт/м3 или Вт/кг
pм — вектор магнитного момента контура тока, А м2
pэ — вектор электрического момента диполя, Кл м
p — мгновенная мощность, Вт
p — давление, Н/м2
Q — теплота, Дж
Q — реактивная мощность, Вт
Q — добротность
q — электрический заряд, количество электричества, Кл
R — сопротивление проводника постоянному электрическому току, Ом
Rп — сопротивление магнитных потерь в параллельной эквивалентной схеме ин-
дуктивной катушки, Ом
R0 — сопротивление магнитных потерь в последовательной эквивалентной схеме
индуктивной катушки, Ом
r — радиус-вектор, м
r — сопротивление проводника переменному току, Ом
r — активное сопротивление, Ом
S — вектор площади, направленный нормально поверхности контура тока, м2
S — площадь поперечного сечения магнитопровода, м2
S — полная намагничивающая мощность, Вт
S — энтропия, Дж/К
Т — период, с
T — абсолютная температура, К
TС — температура Кюри, К или С
Tg — температура стеклования, К или С
Tx — температура кристаллизации, К или С
Тпл — температура плавления, К или С
t — время, с
Условные обозначения 13
U — действующее напряжение, В
U — комплексное напряжение, В
U — внутренняя энергия, Дж
V — объем, м3
Wм — магнитная энергия, Дж
wм — плотность магнитной энергии, Дж/м3
w — число витков обмотки
x — реактивное сопротивление, Ом
xs — индуктивное сопротивление рассеяния, Ом
Z — комплексное сопротивление, Ом
Zм — комплексное магнитное сопротивление, Гн-1
z — модуль комплексного сопротивления, Ом
— угол потерь, рад
— плотность, кг/м3
— упругая деформация, относительное удлинение
0 — электрическая постоянная, равная 0 = 8,854 10-12 Ф/м
— удельная электрическая проводимость, А/В м
— магнитострикция, относительное удлинение
s — магнитострикция насыщения
100 — константа магнитострикции в направлении кристаллографической оси [100]
— относительная магнитная проницаемость, модуль комплексной относительной
магнитной проницаемости
1 — действительная (индуктивная) часть комплексной относительной магнитной
проницаемости
2 — мнимая (активная) часть комплексной относительной магнитной проницаемости
max — максимальная относительная магнитная проницаемость
a — абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м
н — начальная относительная магнитная проницаемость
0 — магнитная постоянная, равная 4 10-7 Гн/м
0,08 — относительная магнитная проницаемость при напряженности магнитного поля
0,08 А/м
— комплексная относительная магнитная проницаемость
— кинематическая вязкость, м2/с
— удельное электрическое сопротивление, Ом м
— объемная плотность электрических зарядов, Кл/м3
м — объемная плотность магнитных зарядов, А/м2
— механическое напряжение, Н/м2
в — предел прочности при растяжении (временное сопротивление), Па
м — поверхностная плотность магнитных зарядов, А/м
— постоянная времени электрической цепи, с
и — длительность импульса, с
— магнитный поток, Вб
s — магнитный поток рассеяния, Вб
0 — действующее значение основного магнитного потока, Вб
— электрический потенциал, В
— магнитная восприимчивость среды
— потокосцепление, Вб
— угловая частота, Гц
14 Условные обозначения
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
A — магнитный векторный потенциал, Тл м
А — работа, Дж
А — постоянная обменного взаимодействия, Дж/м
АL — коэффициент индуктивности, Гн
В — вектор магнитной индукции, Тл
В — магнитная индукция, Тл
Bm — максимальная магнитная индукция по динамической петле гистерезиса, Тл
Br — остаточная магнитная индукция по предельной петле гистерезиса, Тл
B800 — магнитная индукция при напряженности магнитного поля Нmax = 800 А/м, Тл
Bs — магнитная индукция насыщения, Тл
B — комплексная действующая магнитная индукция, Тл
С — электрическая емкость конденсатора, Ф
с — скорость распространения электромагнитной волны в вакууме, равная 3 108 м/с
D — вектор электрической индукции, Кл/м2
D — электрическая индукция, Кл/м2
Е — вектор напряженности электрического поля, В/м
Е — напряженность электрического поля, В/м
Е — действующее значение электродвижущей силы, В
Е — модуль Юнга, Па
EМ — модуль Юнга при постоянной намагниченности, Па
F — магнитодвижущая сила, А
F — свободная энергия, Дж
f — частота, Гц
G — модуль сдвига, Па
Н — вектор напряженности магнитного поля, А/м
Не — вектор напряженности внешнего магнитного поля, А/м
Нi — вектор напряженности внутреннего магнитного поля, А/м
Н — напряженность магнитного поля, А/м
Н — энтальпия, Дж
НА — напряженность магнитного поля анизотропии, А/м
Нс — коэрцитивная сила, А/м
Hm — максимальная напряженность магнитного поля по динамической петле гисте-
резиса, А/м
H
— комплексная действующая напряженность магнитного поля, А/м
HV — число твердости по Виккерсу
h — толщина пластины, м
— постоянная Планка, h = 2 = 6,626·10-34 Дж·с
I —постоянный электрический ток, А
I — действующее значение переменного тока, А
Im — максимальное значение синусоидального тока, А
I — комплексный действующий ток, А
i —мгновенный электрический ток, А
J — вектор плотности электрического тока проводимости, А/м2
J — плотность электрического тока, А/м2
K — константа магнитной анизотропии, Дж/м3
Кп — коэффициент прямоугольности предельной петли магнитного гистерезиса
K1 — первая константа магнитной анизотропии в кристаллическом ферромагнетике,
Дж/м3
L — индуктивность (коэффициент самоиндукции), Гн
Ls — индуктивность рассеяния, Гн
lвит — длина одного витка обмотки, м
lср — средняя длина магнитной силовой линии, м
M — вектор намагниченности, А/м
M — намагниченность, А/м
M — взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции), Гн
Ms — намагниченность насыщения, А/м
Ms0 — намагниченность насыщения при температуре Т = 0 К, А/м
m — магнитный заряд, Вб
m — масса, кг
N — коэффициент размагничивания
n — единичный вектор нормальный поверхности
n — отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной об-
мотки
P — вектор электрической поляризации, Кл/м2
P — активная мощность электрической цепи, Вт
Pс — классические удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pa — удельные магнитные потери, Вт/м3 или Вт/кг
Pв — удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pг — удельные магнитные потери на гистерезис, Вт/м3 или Вт/кг
P0,2/20 — удельные магнитные потери при максимальной магнитной индукции Bm =
= 0,2 Тл и частоте f = 20 кГц, Вт/м3 или Вт/кг
pм — вектор магнитного момента контура тока, А м2
pэ — вектор электрического момента диполя, Кл м
p — мгновенная мощность, Вт
p — давление, Н/м2
Q — теплота, Дж
Q — реактивная мощность, Вт
Q — добротность
q — электрический заряд, количество электричества, Кл
R — сопротивление проводника постоянному электрическому току, Ом
Rп — сопротивление магнитных потерь в параллельной эквивалентной схеме ин-
дуктивной катушки, Ом
R0 — сопротивление магнитных потерь в последовательной эквивалентной схеме
индуктивной катушки, Ом
r — радиус-вектор, м
r — сопротивление проводника переменному току, Ом
r — активное сопротивление, Ом
S — вектор площади, направленный нормально поверхности контура тока, м2
S — площадь поперечного сечения магнитопровода, м2
S — полная намагничивающая мощность, Вт
S — энтропия, Дж/К
Т — период, с
T — абсолютная температура, К
TС — температура Кюри, К или С
Tg — температура стеклования, К или С
Tx — температура кристаллизации, К или С
Тпл — температура плавления, К или С
t — время, с
Условные обозначения 13
U — действующее напряжение, В
U — комплексное напряжение, В
U — внутренняя энергия, Дж
V — объем, м3
Wм — магнитная энергия, Дж
wм — плотность магнитной энергии, Дж/м3
w — число витков обмотки
x — реактивное сопротивление, Ом
xs — индуктивное сопротивление рассеяния, Ом
Z — комплексное сопротивление, Ом
Zм — комплексное магнитное сопротивление, Гн-1
z — модуль комплексного сопротивления, Ом
— угол потерь, рад
— плотность, кг/м3
— упругая деформация, относительное удлинение
0 — электрическая постоянная, равная 0 = 8,854 10-12 Ф/м
— удельная электрическая проводимость, А/В м
— магнитострикция, относительное удлинение
s — магнитострикция насыщения
100 — константа магнитострикции в направлении кристаллографической оси [100]
— относительная магнитная проницаемость, модуль комплексной относительной
магнитной проницаемости
1 — действительная (индуктивная) часть комплексной относительной магнитной
проницаемости
2 — мнимая (активная) часть комплексной относительной магнитной проницаемости
max — максимальная относительная магнитная проницаемость
a — абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м
н — начальная относительная магнитная проницаемость
0 — магнитная постоянная, равная 4 10-7 Гн/м
0,08 — относительная магнитная проницаемость при напряженности магнитного поля
0,08 А/м
— комплексная относительная магнитная проницаемость
— кинематическая вязкость, м2/с
— удельное электрическое сопротивление, Ом м
— объемная плотность электрических зарядов, Кл/м3
м — объемная плотность магнитных зарядов, А/м2
— механическое напряжение, Н/м2
в — предел прочности при растяжении (временное сопротивление), Па
м — поверхностная плотность магнитных зарядов, А/м
— постоянная времени электрической цепи, с
и — длительность импульса, с
— магнитный поток, Вб
s — магнитный поток рассеяния, Вб
0 — действующее значение основного магнитного потока, Вб
— электрический потенциал, В
— магнитная восприимчивость среды
— потокосцепление, Вб
— угловая частота, Гц
14 Условные обозначения
А
АБСОЛЮіТНАЯ ВЕЛИЧИНАі действи-
тельного числа a [лат. absolutus] — неотри-
цательное число, обозначаемое |a|. Если
a 0, то |a| = a, а если a < 0, то |a| = —a.
А.в. (модуль) комплексного числа z
x jy, где x и y — действительные числа,
представляет число, равное z x2 y2.
Функцию А.в. впервые использовал Лейб-
ниц под названием «модуль». Знак | z | для
обозначения абсолютного значения ввел
Вейерштрасс (1841), а с 1856 г. он же стал
использовать термин «А.в.».
АБСОЛЮіТНАЯ МАГНИіТНАЯ ПРОНИ-
ЦАіЕМОСТЬ — физическая величина,
связывающая векторы магнитной индук-
ции B и напряженности магнитного по-
ля H. Магнитная индукция и напряжен-
ность магнитного поля связаны в системе
СИ материальным уравнением B = 0H,
где величина a = 0 представляет А.м.
Термин «А.м.» используется в системе
СИ. Единица измерения А.м. — генри на
метр (Гн/м).
АБСОЛЮіТНАЯ ТЕМПЕРАТУіРА — тем-
пература Т, отсчитываемая от абсолютно-
го нуля по термодинамической темпера-
турной шкале (шкале Кельвина). Числен-
ное значение А.т. связано с температурой
по шкале Цельсия (t C) соотношением t =
= T — 273,15K, причем 1К = 1 C. Поня-
тие «А.т.» ввел У. Томсон (Кельвин).
Единица измерения А.т. в системе СИ —
кельвин (К)
АБСОЛЮіТНЫЙ НУіЛЬ температуры —
начало отсчета температуры по термоди-
намической температурной шкале. А.н.
расположен на 273,16 C ниже температу-
ры тройной точки воды, для которой
принято значение 0,01 C. А.н. принципи-
ально не достижим (третье начало термо-
динамики). Точные численные значения
тройной точки воды и положение А.н.
были зафиксированы в 1954 г.
АБСЦИіССА [лат. abscissus отрезанный,
отделенный от absindere отсекать, отре-
зать] — одна из декартовых координат
точки, обычно вдоль горизонтальной оси
x. Термин берет свое начало в латинских
переводах трудов древних авторов с гре-
ческого языка. В современном понима-
нии его впервые использовал Лейбниц
(1675).
АВТОТРАНСФОРМАіТОР [гр. autos сам
и трансформатор] — электрический
трансформатор, у которого обмоткой
низкого напряжения служит часть обмот-
ки высокого напряжения, т. е. обмотки А.
электрически связаны между собой.
Вследствие этого мощность из первичной
обмотки передается во вторичную обмот-
ку посредством как магнитной, так и
электрической связи. Снижение массы
активных материалов в А. приводит к
уменьшению электрических и магнитных
потерь и, как следствие, к увеличению
коэффициента полезного действия. Недо-
статком А. является повышенное требова-
ние к изоляции обмоток и большой ток
короткого замыкания. А. применяется в
пусковых устройствах мощных электро-
двигателей переменного тока для плавно-
го регулирования напряжения при поль-
зовании бытовыми приборами. Лабора-
торный регулируемый автотрансформатор
(ЛАТР) в отличие от простого А. имеет
подвижный токосъемный контакт к об-
мотке, что позволяет плавно изменять
число витков вторичной обмотки, а сле-
довательно, выходное напряжение. Пер-
вый А. создал У. Стэнли (1885).
АГРЕГАіТНОЕ СОСТОЯіНИЕ вещества
[лат. aggrego присоединяю] — состояние
одного и того же вещества в различных
интервалах температуры и давления. Тра-
диционно А.с. являются газообразное,
жидкое и твердое состояние, переходы
между которыми сопровождаются скачко-
образным изменением свободной энер-
гии, энтропии, плотности и других физи-
ческих характеристик вещества. С увели-
чением температуры газа при постоянном
давлении он переходит в состояние иони-
Агрегатное состояние 15
зированной плазмы, которое также счи-
тают А.с. Понятие «А.с.» не имеет точно-
го определения, более точным является
термин «термодинамическая фаза».
АДГЕіЗИЯ [лат. adhaesio прилипание] —
возникновение связи между поверхност-
ными слоями двух разнородных (твердых
или жидких) тел, приведенных в сопри-
косновение. А. является результатом меж-
молекулярного взаимодействия. Частный
случай А. — когезия, которая является
результатом взаимодействия одинаковых
соприкасающихся тел. Предельный слу-
чай А. — хемосорбция, которая представ-
ляет химическое взаимодействие на по-
верхности с образованием слоя химиче-
ского соединения. В процессе А. умень-
шается свободная поверхностная энергия
тела. А. измеряется работой отрыва на
единицу площади контакта поверхностей.
Для твердого тела и жидкости, находя-
щихся в газовой среде, работа А. равна
Aa òã æã òæ (уравнение Дюпре,
1869), где индексы обозначают соответст-
вующие границы раздела твердой, жид-
кой и газообразной сред. Используя усло-
вие равновесия òã òæ æã cos , где
— равновесный краевой угол, измеряе-
мый внутри жидкости, работу А. можно
представить в виде Aa æã (1 cos ). При
полном смачивании 0 работа А. равна
работе когезии жидкости Aa æã 2 .
Лит.: Адам Н.К. Физика и химия поверхно-
сти. — М.; Л.: ГТТЛ, 1947. — 552 с.
АДИАБАіТНЫЙ ПРОЦЕіСС, адиабатиче-
ский процесс [гр. adiabatos непроходи-
мый] — термодинамический процесс, в
котором система не обменивается тепло-
той с окружающей средой (dQ = 0). Рав-
новесный А.п. является изоэнтропным
(dS = 0). Термин «А.п.» предложил Ран-
кин в средине 19 в.
АККОМОДАіЦИЯ [лат. accomodatio при-
способление] — приспособление к че-
му-либо, приспособление к действию
медленно нарастающего по силе раз-
дражителя. Термин «А.» предложил
Штрайнц (1880) для явления изменения
механических свойств после циклических
нагрузок.
АКСИАіЛЬНЫЙ [лат. axis ось] — осевой.
АКТИіВНАЯ МОіЩНОСТЬ двухполюсни-
ка [лат. activus] — среднее арифметическое
значение мгновенной мощности за период
P
T
uidt UI
T
t dt
T T
1 2
0 0
[cos cos ( )]
UIcos rI 2 для синусоидального на-
пряжения u Umsin( t ) и тока
i Imsin t. Следовательно, средняя мощ-
ность за период синусоидального тока ха-
рактеризует необратимое преобразование
электрической энергии в теплоту. При
этом полная мощность синусоидального
токаS UI I2z I2 r2 x2 P2 Q2,
где Q — реактивная мощность, z — модуль
комплексного сопротивления, r — актив-
ное сопротивление, x — реактивное со-
противление. Мгновенная А.м. двух-
полюсника является синусоидальной
функцией времени pr P(1 cos2 t)
rI 2(1 cos2 t). Для несинусоидального
периодического напряжения и тока сред-
нее арифметическое мгновенной мощно-
сти равно сумме средних значений мгно-
венных мощностей отдельных гармоник
P UIk k
k
k
0
cos . Из закона сохранения
энергии следует, что в электрической цепи
сумма А.м. отдельных элементов цепи рав-
на общей А.м. данной электрической
цепи. Единица измерения А.м. в системе
СИ — ватт (Вт).
АКТИіВНАЯ ОТНОСИіТЕЛЬНАЯ МАГ-
НИіТНАЯ ПРОНИЦАіЕМОСТЬ — безраз-
мерная физическая величина, равная
2
0
B
H
m
m
sin и представляющая мни-
мую часть комплексной магнитной про-
ницаемости
B
H
j B
H
m
m
m
0 0 m
cos sin
1 j 2. А.о. называют иногда вязкой
или консумптивной, поскольку она свя-
зана с удельными магнитными потерями
соотношениемPa Hm f
0 2 2 .
АКТИіВНОЕ ЭЛЕКТРИіЧЕСКОЕ СО-
ПРОТИВЛЕіНИЕ — скалярная вели-
чина R, равная отношению активной
мощности P, поглощаемой участком пас-
16 Адгезия
сивной электрической цепи, к квадрату
действующего значения электрического
тока I, протекающего через этот участок
R = P/I2. А.э. совпадает с электрическим
сопротивлением постоянному току, кото-
рое равно отношению постоянного на-
пряжения U на участке пассивной элект-
рической цепи к постоянному току I на
этом участке R =U/I. Единица измерения
А.э. в системе СИ — ом (Ом).
АКУіСТИКА [гр. akustikos слуховой] —
раздел физики, изучающий упругие вол-
ны в диапазоне частот до 1013 Гц: инф-
развук ниже 16 Гц, звук от 16 Гц до
20 кГц, ультразвук выше 20 кГц и гипер-
звук в интервале 109—1013 Гц. В узком
смысле А. — учение о звуке.
АКУСТОМАГНИіТНАЯ СИСТЕіМА ЗА-
ЩИіТЫ ОТ КРАЖ — система защиты то-
вара, состоящая из антикражных ворот и
магнитной бирки, которая наносится на
товар. В двух стойках ворот установлены
антенна, которая излучает переменное
магнитное поле частотой 58 кГц, и
приемник. Бирка представляет собой
пластиковую коробочку высотой 1 мм, в
которой находятся две магнитные поло-
ски длиной 40 мм. Одна из полосок, сво-
бодно размещенная в коробочке, изготов-
лена из аморфного магнитомягкого мате-
риала с высокой магнитострикцией насы-
щения, а другая, закрепленная на дне
коробочки, – из полутвердого магнитно-
го материала. Бирка приобретает активи-
рованное состояние после намагничива-
ния полутвердой полоски постоянным
магнитным полем. В дальнейшем эта по-
лоска является источником собственного
постоянного подмагничивающего поля H,
под действием которого магнитострикци-
онная полоска намагничивается, приоб-
ретая модуль упругости, соответствующий
резонансной частот 58 кГц. Резонансную
частоту можно вычислить из формулы
f
l
E
r
1 H
2
, где l — длина полоски, —
плотность материала, EH — модуль упру-
гости материала при напряженности маг-
нитного поля Н. Антенна излучает пере-
менное магнитное поле короткими им-
пульсами. Активированная магнитост-
рикционная полоска под действием пере-
менного магнитного поля вибрирует с ре-
зонансной частотой. После прекращения
действия импульса механические колеба-
ния, постепенно затухая, продолжаются
еще некоторое время. Эти колебания вы-
зывают изменение магнитной индукции в
материале и электродвижущую силу в
приемнике в промежутках между импуль-
сами, способствуя определению активи-
рованного состояния бирки. Дезактива-
ция бирки, производимая размагничива-
нием полутвердой магнитной полоски,
вызывает рост модуля упругости и, следо-
вательно, смещение резонансной частоты
магнитострикционной полоски. Преиму-
щество А.с. состоит в высокой вероятно-
сти обнаружения, возможности защиты
фольгированных товаров, а недостатком
является выпуклая бирка и относительно
высокая стоимость системы.
Лит.: Herzer G. Der groЯe Lauschangriff auf
Ladendiebe// Physikalische Blдtter, 2001, Bd.57,
№ 5, S. 43—48.
АКЦЕіПТОР [лат. acceptor принимаю-
щий] — примесный атом, или какой-ли-
бо другой дефект кристаллической ре-
шетки полупроводника, захватывающий
электрон и обусловливающий дырочную
проводимость полупроводника.
АЛЛОТРОПИіЯ [гр. allos другой, иной и
tropos поворот, свойство] — существова-
ние одного и того же химического эле-
мента в виде двух или нескольких про-
стых веществ (аллотропических модифи-
каций), различных по строению и свойст-
вам, например, углерод существует в виде
угля, графита и алмаза. А. вызывается
либо образованием различных кристалли-
ческих форм, тогда А. является частным
случаем полиморфизма, либо различным
числом атомов химического элемента в
молекуле простого вещества.
АЛПЕіРМ [Alperm от анл. aluminum алю-
миний и permeability проницаемость] —
название магнитомягкого сплава с высо-
кой магнитной проницаемостью Fe-16Al.
После закалки с 600 С А. имеет сле-
дующие магнитные свойства: н = 3100,
Алперм 17
max = 55000, Hc = 3 А/м. В промышлен-
ных масштабах сплав не выпускается.
Сплав А. разработали Х. Масумото и
Сайто (1942).
Лит.: Бозорт Р. Ферромагнетизм. – М.:
ИИЛ, 1956. – 784 с.
АЛФЕНОіЛ [Alfenol от лат. aluminum и
ferrum и англ. сокращ. NOL (Naval Ordance
Laboratory)] — название магнито-
мягкого сплава с высокой магнитной
проницаемостью Fe-16Al. В промышлен-
ных масштабах сплав не выпускается.
Технологию производства А. разработал
Нахман (1954).
Лит.: Хек К. Магнитные материалы и их
техническое применение. – М.: Энергия,
1973. — 304 с. Nachman J.F., Buehler W.J.
16 percent aluminum-iron alloy cold rolled in the
order-disorder temperature range.– J. Appl. Phys.,
1954, v. 25, № 3, p. 307—313.
АЛФЕіР [Alfer от лат. aluminium и ferrum] —
название магнитострикционного высоко-
прочного коррозионно-стойкого сплава
Fe-13Al. В промышленных масштабах
сплав не выпускается. В период Второй
мировой войны в Японии при отсутствии
никеля А. использовали в качестве мате-
риала для изготовления магнитострикци-
онных вибраторов. Сплав А. разработали
и предложили название Хонда, Х. Масу-
мото, Ширакава и Кобаяши (1949).
АЛЬСИФЕіР, алсифер [лат. aluminum, silicium,
ferrum] — магнитомягкий сплав
Fe-9,6Si-5,4Al с высокой магнитной про-
ницаемостью, обладающий высокой твер-
достью и сопротивлением к истиранию.
За рубежом сплав известен под названием
«сендаст». Для промышленности разрабо-
тан сплав 10СЮ-ВИ, который изготавли-
вается в виде литой полосы толщиной 8—
15 мм. Сплав изготавливается также ме-
тодами порошковой металлургии в виде
прутка диаметром 15—80 мм или методом
сверхбыстрой закалки расплава. Сплав
Fe-9,6Si-5,4Al первыми разработали
Х. Масумото и Т. Ямамото (1932). Назва-
ние «А.» сначала предложили Меськин,
Марголин, Шольц и Рабкин для прессо-
ванной массы из сплава Fe-9,6Si-5, 4Al
(1941), а затем этот термин закрепился за
самим сплавом.
Лит.: Займовский А.С., Чудновская Л.А. Маг-
нитные материалы. – М.; Л.: ГЭИ, 1957. – 224 с.
АЛЬТЕРНА і ТОР [лат. alternus поперемен-
ный] — генератор переменного тока.
В настоящее время термин «А.» использу-
ется только за рубежом.
АіЛЬФА-ЖЕЛЕіЗО [гр. alpha первая буква
греческого алфавита] — состояние железа
при температуре от абсолютного нуля до
769 С (точка Кюри) с объемно-центриро-
ванной кубической решеткой и ферро-
магнитными свойствами. В температур-
ном интервале 769—917°C существует бе-
та-железо с парамагнитными свойствами,
которое также имеет объемно-центриро-
ванную кубическую решетку, но характе-
ризуется другими параметрами. В темпе-
ратурном интервале 917—1394°C сущест-
вует гамма-железо с гранецентрирован-
ной кубической решеткой. Выше 1394°C
устойчивой фазой является дельта-железо
с объемно-центрированной кубической
решеткой.
АМОБИіДC [Amobeads от англ. amorphous
аморфный и bead бусина] — зарегист-
рированный товарный знак (США, 1987)
корпорации «Тошиба» на элементы, по-
давляющие выбросы тока в электриче-
ской цепи. Под маркой «А.» выпускают-
ся одновитковые насыщающиеся реакто-
ры, изготовленные из аморфного сплава
на основе кобальта с прямоугольной
петлей магнитного гистерезиса, которые
нанизываются на провод вблизи полу-
проводникового переключающего при-
бора (диода, транзистора, тиристора) для
уменьшения выбросов тока в момент пе-
реключения.
АМОРФИЗАіТОР [гр. amorphous бесфор-
менный] — металлоид, повышающий
стеклообразующую способность металли-
ческих сплавов. В качестве А. в аморф-
ных сплавах металл-металлоид главным
образом применяют Si, B, C, P. Наиболь-
ший практический интерес представляет
пара кремний и бор, которая использует-
ся в большинстве современных промыш-
ленных аморфных металлических спла-
вах. Роль А. сводится в первую очередь к
18 Алфенол
снижению температуры плавления спла-
ва, причем его содержание подбирают
близким к эвтектическому составу. Неко-
торые легирующие элементы также повы-
шают стеклообразующую способность
аморфных сплавов, однако их не относят
к группе А.
АМОРФИЗАіЦИЯ — процесс перехода
вещества из жидкого состояния в твердое
состояние с формированием в твердом
теле аморфной структуры.
АМОіРФНАЯ СТРУКТУіРА твердого тела —
структура твердого тела, в которой име-
ется ближний атомный порядок, но от-
сутствует дальний атомный порядок, при
этом расположение атомов в первых трех
координационных сферах нельзя описать
какой-либо кристаллографической сис-
темой. При описании А.с. исходят из
модели случайной упаковки жестких
сфер, которую первоначально предложил
Бернал (1960) для однокомпонентной
жидкости. Структура в этой модели
определяется путем минимизации объе-
ма тела (максимальной плотности). При
случайной упаковке жестких сфер воз-
можно только пять типов координаци-
онных многогранников (канонические
многогранники Бернала). Для описания
А.с. двухкомпонентных систем использу-
ют стереохимический подход (Гаскелл,
1979), при котором координационные
ячейки (нанокластеры) имеют симмет-
рию, аналогичную кристаллической фазе
этой же бинарной системы. Предполага-
ется, что эти нанокластеры существова-
ли уже в исходном расплаве и были уна-
следованы в процессе быстрого охлажде-
ния.
АМОіРФНОЕ СОСТОЯіНИЕ — твердое
некристаллическое состояние вещества,
которое характеризуется изотропией
свойств и плавлением в некотором тем-
пературном интервале, т. е. отсутствием
точки плавления. При повышении темпе-
ратуры аморфное вещество размягчается
и постепенно переходит в жидкое состоя-
ние. В А.с. отсутствует дальний порядок в
расположении атомов, поэтому без внеш-
них воздействий макроскопические свой-
ства тела являются изотропными. Однако
ближний порядок в А.с. сохраняется.
Ближний порядок характерен и для жид-
костей, но в жидкости происходит посто-
янный интенсивный обмен местами меж-
ду соседними частицами, затрудняющий-
ся по мере увеличения вязкости. Поэтому
твердое тело в А.с. принято рассматри-
вать как переохлажденную жидкость с
очень высоким коэффициентом вязкости.
Все твердые тела в А.с. метастабильны, их
устойчивым состоянием является жидкое.
Твердое тело в А.с. имеет больший объем
и энтропию по сравнению с кристалличе-
ским состоянием. Экспериментально А.с.
веществ устанавливают по отсутствию ха-
рактерных для кристаллов дифракцион-
ных максимумов на рентгено-, нейтроно-
и элекрограммах. В А.с. находятся сили-
катные стекла, получаемые из переохлаж-
денной жидкости, поэтому А.с. часто на-
зывают стеклообразным.
АМОіРФНЫЕ МАГНИТОМЯіГКИЕ МА-
ТЕРИАіЛЫ — магнитомягкие материалы,
которые имеют аморфную структуру хотя
бы на одном из этапов их изготовления.
Как правило, А.м. применяют после тер-
мической обработки, которая вызывает
структурную релаксацию, частичную или
полную кристаллизацию. Поскольку на-
нокристаллические магнитомягкие мате-
риалы чаще всего получают из аморфного
прекурсора, то их также можно отнести к
группе А.м. Одна из причин высоких маг-
нитных свойств А.м. — отсутствие макро-
скопической кристаллографической ани-
зотропии. Наиболее распространенные
А.м. изготавливают на основе переходных
металлов Fe, Co, Ni. Металлоиды, кото-
рые способствуют аморфизации металли-
ческих сплавов, выбирают из группы B,
Si, C, P, Ge. В настоящее время предпоч-
тение отдается паре бор и кремний, кото-
рая обеспечивает повышенную термиче-
скую стабильность сплава. Легирующие
элементы Cr, Mo, Mn вводят с целью по-
вышения магнитной индукции или сни-
жения магнитных потерь, повышения
температуры кристаллизации и жаростой-
кости сплава. Первый А.м. Fe80P13C7 по-
лучен Дувезом и Лином (1967). Симпсон
Аморфные магнитомягкие материалы 19
и Брамли (1971) первыми высказали
предположение, что А.м. будут иметь
низкую коэрцитивную силу, поскольку в
них отсутствует кристаллографическая
анизотропия. Люборский, Дж. Беккер и
Маккари (1975) первыми продемонстри-
ровали, что для получения низкой коэр-
цитивной силы необходимо проводить
отжиг А.м., который обеспечивает снятие
внутренних напряжений после сверхбы-
строй закалки расплава. Первый А.м.
предназначенный для промышленного
производства Fe40Ni40P14B6, выпущен под
торговой маркой Метглас 2826 («Аллайд
Кэмикэл», 1973).
АМОіРФНЫЕ МЕТАЛЛИіЧЕСКИЕ СПЛАі-
ВЫ, аморфные металлы — твердые не-
кристаллические металлы и их сплавы.
Отличительной чертой А.м. является от-
сутствие дальнего порядка, т. е. перио-
дичности в расположении атомов: диф-
ракционная картина содержит лишь се-
рию широких максимумов в отличие от
резких линий кристаллов. В отличие от
металлических стекол А.м. можно полу-
чить не только из жидкой фазы, но и с
помощью других методов, например, рас-
пылением. Бреннер, Кауч, Уильямс пер-
выми зафиксировали металлический
сплав в аморфном состоянии — электро-
литически осажденный Ni-P(1950). Кле-
мент, Уилленс, Дувез (1960) получили
первый А.м. из расплава Au-Si. Чен и
Полк (1972) запатентовали первый А.м. с
общей формулой MaYbZc, имеющий по
крайней мере 50 % аморфной фазы, где
M — металл или комбинация металлов из
группы Fe, Ni, Cr, Co, V; Y — металлоид
или комбинация металлоидов из группы
P, C, B; Z — элемент или комбинация
элементов из группы Al, Si, Sn, Sb, Ge,
In, Be, при этом a = 60—90, b = 10—30,
c = 0,1—15 ат%.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ — сплавы, нахо-
дящиеся в аморфном (стеклообразном)
состоянии. Особую группу А.с. составля-
ют аморфные металлические сплавы,
основным элементом которых является
металл.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ АМАіГ — аморф-
ные сплавы, производимые НИИ матери-
алов электронной техники (г. Калуга).
В табл. А1 представлены типичные свой-
ства А.с. после термической обработки
кольцевых магнитопроводов в попереч-
ном магнитном поле. Номинальная тол-
щина ленты 18—25 мкм.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ АМЕіТ — аморф-
ные сплавы, производимые Ашин-
ским металлургическим заводом (г. Аша).
В табл. А2 представлены типичные свой-
ства А.с. после термической обработки
кольцевых магнитопроводов (В — без
магнитного поля, П — в продольном маг-
нитном поле, Т — в поперечном магнит-
ном поле). Температура кристаллизации
А.с. 520—540 С. Номинальная толщина
ленты 25 мкм. А.с. 2НСР, 9КСР разрабо-
таны ЦНИИчермет в 1982 г., сплавы
82К3ХСР, 84КХСР, 86КГСР — в 1988 г.
А.с. 30КСР и нанокристаллический сплав
5БДСР разработаны совместно сотрудни-
ками ЦНИИчермет и Ашинского метал-
лургического завода в 1986 и 1992 гг., со-
ответственно.
20 Аморфные металлические сплавы
Таблица А1. Типичные физические свойства аморфных сплавов амаг после термической обра-
ботки
Марка Bs, Тл Hc, А/м н 10 кГц Br/Bs P0,2/100, Вт/кг s 10-6 TC, C Tx, C Плотность, кг/м3
170
171
172
179
180
183
186
200*
0,55
0,58
0,60
0,66
0,68
0,75
0,90
1,2
0,16
0,24
0,24
0,24
0,24
1,2
2
1,2
100000
80000
70000
50000
35000
10000
2200
30000
0,20
0,15
0,1
0,05
0,05
0,05
0,03
0,1
20–25
20–25
20–25
20–30
20–30
30–40
45–55
30–40
+0,1
-0,1
-0,1
+0,2
+0,1
+1
+0,05
+2
200
225
235
265
275
350
430
570
530
525
520
510
505
525
470
530
7700
7700
7700
7700
7700
7700
7700
7300
* C нанокристаллической структурой.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ГАММАМЕіТ —
аморфные сплавы, производимые НПП
«Гаммамет» (г. Екатеринбург). В табл. А3
представлены типичные свойства А.с. по-
сле термической обработки кольцевых
магнитопроводов (А — в продольном маг-
нитном поле, В — в поперечном магнит-
ном поле). Температура кристаллизации
А.с. 520—540 С, номинальная толщина
ленты 25 мкм. А.с. запатентованы в Рос-
сии (1991 — 2000 гг.).
Лит.: Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Маг-
нитные свойства аморфных и нанокристалличе-
ских сплавов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та,
2002. 384 с.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ЖЕЛЕіЗО-БОР-
КРЕіМНИЙ (УГЛЕРОіД) — аморфные
сплавы на основе железа, имеющие высо-
кую магнитную индукцию насыщения и
температуру кристаллизации. Бор и крем-
ний (углерод) обеспечивают получение
аморфной структуры в быстрозакаленной
ленте. Увеличение содержания кремния
Аморфные сплавы железо-бор-кремний (углерод) 21
Таблица А2. Типичные физические свойства аморфных сплавов амет после термической обра-
ботки
Марка
сплава
Химический
состав
Тип магни-
топровода
Bs,
Тл
Hc,
А/м
н
1 кГц
Br/Bs
P0,2/20,
Вт/кг
s 10-6 TC,
C
82К3ХСР Co67Fe3Cr3Si15B12 82В 0,42 0,2 150000 0,7 2 0 180
84КХСР Co68Fe4Cr4Si13B11
84ХВ
84ХП
84ХТ
0,58
0,7
0,8
0,5
50000
–
50000
0,7
>0,9
<0,1
2
3
1
0,1 250
86КГСР Co73,5(Fe0,5Mn0,5)6,5Si5B15 86Т 1,0 0,7 3000 0,02 2 0,05 560
30КСР Fe56Co25Si5B14
30П
30Т
1,48
5
4
1200 0,9
0,1
20
6
30 450
2НСР Fe77Ni1Si9B13
2П
2Т
1,5
5
4
– 0,88
0,1
24
6
25 420
9КСР Fe72Co8Si5B15
9П
9Т
1,6
6
8
– >0,9
<0,2
20
–
27 460
5БДСР Fe-Cu-Nb-Si-B
5В
5П
5Т
1,25
0,7
1,5
0,7
80000
–
50000
0,6
>0,9
<0,1
3
8
1,5
1 –
* C нанокристаллической структурой.
Таблица А3. Типичные физические свойства аморфных сплавов гаммамет после термической об-
работки
Тип магни-
топровода
B800,
Тл
0,08 max
Kп800
( Kп10)
Hc,
А/м
P0,2/20,
Вт/кг
s 10-6 ТC,
С
Плотность,
кг/м3
ГМ 501 0,43 150000 600000 0,6 0,15 3,6 <0,2 150 7700
ГМ 503А
ГМ 503В
0,58
5000
40000
1500000
50000
0,92
0,03
0,2
0,25
8,5
2,6
<0,2 260 7700
ГМ 515А
ГМ 515В
0,95
150
1500
250000
1550
0,9
<0,01
1,5
60
12
<0,2 500 7900
ГМ 440А
ГМ 440В
1,5
1000
8000
200000
20000
0,9
0,06
4
30
8
25 420 7300
способствует росту температуры кристал-
лизации и снижению коэрцитивной
силы. В А.с. можно получить максималь-
ную магнитную индукцию насыщения Bs
около 1,7 Тл (рис. А1). Тройные диаграм-
мы А.с. практически одинаковы для спла-
вов Fe-B-Si и Fe-B-C. Первый тройной
сплав Fe-B-Si разработали в компании
«Дженерал Электрик» (Люборски и Уол-
тер, 1978). Именно эта система в даль-
нейшем использовалась для разработки
А.с. на основе железа с небольшими из-
менениями химического состава. А.с. из-
готавливаются в виде аморфной ленты
толщиной 15—30 мм. Первый промыш-
ленно освоенный А.с. Fe81B13,5Si3,5C2,
выпускаемый под торговой маркой Метг-
лас 2605SC, разработан в американской
компании «Аллайд Кэмикэл» (Декристо-
фаро, Фрейлих, Натасингх, 1979).
Лит.: Luborsky F.E., Becker J., Walter J.L.,
Liebermann H. Formation and magnetic properties
of Fe-B-Si amorphous alloys// IEEE Trans.
Magn., 1979, v. 15, № 4, p. 1146—1149. Luborsky
F.E., Walter J.L. Preparation and properties
of Fe-B-Si-C amorphous alloys// IEEE Trans.
Magn., 1980, v. 16, № 4, p. 572—574.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ЖЕЛЕіЗО-НИі-
КЕЛЬ-БОР-КРЕіМНИЙ — аморфные
сплавы на основе железа, в которых желе-
зо частично замещается никелем, что при-
водит к увеличению магнитной проницае-
мости, а также к снижению магнитных по-
терь и магнитострикции насыщения. По-
сле добавки никеля одновременно
снижается магнитная индукция насыще-
ния. А.с. занимают промежуточное поло-
жение между сплавами с высокой магнит-
ной индукцией насыщения и сплавами с
нулевой магнитострикцией, поэтому они
не получили широкого практического
применения. Известен сплав 10НСР, раз-
работанный в СССР (Институт прецизи-
онных сплавов ЦНИИчермет, 1984) для
промышленного производства. Сплав
10НСР после термической обработки в
поперечном магнитном поле имеет следу-
ющие типичные свойства: н = 4000, Kп <
< 0,1, Hc = 8 А/м, B800 = 1,35 Тл, s =
= 25 10-6, TC = 420 C, Tx = 520 C. Не-
большие добавки никеля улучшают техно-
логические свойства производимых в на-
стоящее время сплавов 2НСР и ГМ 440.
Лит.: Соснин В.В., Зимичев А.М., Зусман
А.И., Климова Ю.Ф. Продукция черной метал-
лургии. Каталог. Аморфные магнитно-мягкие
сплавы. – М.: ЦНИИчермет, 1987. – 39 с.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ЖЕЛЕіЗО-ХРОМ-
БОР-КРЕіМНИЙ — жаростойкие аморф-
ные сплавы на основе железа, в которых
железо частично замещается хромом, что
приводит к увеличению магнитной прони-
цаемости, снижению коэрцитивной силы
и магнитных потерь (рис. А2). Улучшение
22 Аморфные сплавы железо-никель-бор-кремний
Рис. А1. Магнитная индукция насыщения Bs
в аморфном сплаве Fe-B-(Si+С)
Рис. А2. Зависимости удельной намагничен-
ности насыщения и коэрцитивной силы Hc
от содержания хрома в аморфном сплаве
(Fe1-xCrx)79(Si0,3B0,7)21
магнитных свойств связывают с формиро-
ванием на поверхности ленты оксидной
пленки, препятствующей внутреннему
окислению. Одновременно с увеличением
хрома снижается магнитная индукция на-
сыщения и температура Кюри. В промыш-
ленных масштабах производится сплав
Метглас 2605S3A (Fe77Cr3B15Si5) с магнит-
ной индукцией насыщения 1,41 Тл. Пер-
вый жаростойкий аморфный сплав на
основе железа с добавками хрома разрабо-
тали Ц. Масумото и Нака (1974).
Лит.: Inomata K., Hasegawa M., Shimanuki S.,
Haga M. Amorphous magnetic alloy// United States
Patent 4385932. Приор. 4.06.1981. Опубл.
31.05.1983.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ КОіБАЛЬТ-ЖЕ-
ЛЕіЗО-БОР-КРЕіМНИЙ — аморфные
сплавы на основе кобальта, имею-
щие близкую к нулю магнитострик-
цию насыщения. Чтобы обеспечить нуле-
вую магнитострикцию s = 0 в сплаве
(FexCo1-x)100-y(Si0,4B0,6)y, необходимо при
увеличении содержания металлоидов с 19
до 31 ат. % одновременно снижать содер-
жание железа с 7 до 5,5 ат. %. При увели-
чении содержания металлоидов также
снижается магнитная индукция насыще-
ния Bs, температура Кюри TC и коэрци-
тивная сила, и наоборот возрастает тем-
пература кристаллизации Tx и магнитная
проницаемость (рис. А3). Плотность А.с.
определяется из соотношения = 8870 —
40y. Для получения наибольшей магнит-
ной проницаемости предпочтительно,
чтобы отношение кремния к сумме крем-
ния и бора составляло 0,6. В настоящее
время к промышленным А.с., как прави-
ло, добавляется небольшое количество
легирующих элементов (Cr, Mo, Ni). А.с.
изготавливают в виде аморфной ленты
толщиной 15—30 мм. Первыми А.с.
(Amomet Fe5Co70Si10B15) разработали
М. Кикучи, Фуджимори, Оби, Ц. Масу-
мото (1975).
Лит.: Kohmoto O., Ohya K., Yamaguchi N., Fujishima
H., Ojima T. Magnetic properties of zero
magnetostrictive amorphous Fe-Co-Si-B alloys//
J. Appl. Phys., 1979, v. 50, № 7, p. 5054—5056.
Makino A., Inoue A., Masumoto T. Compositional
effect on soft magnetic properties of Сo-Fe-Si-B
amorphous alloys with zero magnetostriction//
Mater. Trans. JIM, 1990, v. 31, № 10, p. 884—
890.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ КОіБАЛЬТ-ЖЕ-
ЛЕіЗО-МАіРГАНЕЦ-БОР-КРЕіМНИЙ —
аморфные сплавы на основе кобальта,
имеющие близкую к нулю магнитострик-
цию насыщения и высокую магнитную
индукцию насыщения. Добавка марганца
и железа приводит к росту магнитной ин-
дукции насыщения, что позволяет полу-
чить А.с. с нулевой магнитострикцией и
магнитной индукцией насыщения Bs до
1,2 Тл (рис. А4). Увеличение содержания
бора и кремния закономерно снижает
температуру Кюри TC и магнитную ин-
дукцию насыщения Bs , а также увеличи-
вает температуру кристаллизации Tx так,
что в ряде сплавов она выше TC. В А.с.
формируется значительная магнитная
анизотропия, которая обеспечивает после
термической обработки в поперечном
магнитном поле высокую линейность
кривой намагничивания (промышленные
сплавы ГМ 515, 86КГСР Витровак 6150).
А.с. изготавливают в виде аморфной лен-
Аморфные сплавы кобальт-железо-марганец-бор-кремний 23
Рис. А3. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs, точки Кюри TC и температу-
ры кристаллизации Tx от содержания метал-
лоидов в аморфном сплаве (FexCo1-x)100-y
(Si0,4B0,6)y
ты толщиной 15—30 мм. Хилцингер (1979)
и независимо Сено, Сакакима, Ямагучи и
Хирота (1979) первыми разработали А.с.
на основе кобальта с нулевой магнито-
стрикцией.
Лит.: Hilzinger H.R., Kunz W. Magnetic properties
of amorphous alloys with low magnetostriction//
J. Magn. Magn. Mater., 1980, v. 15 —
18, p. 1357—1358. Herzer G. Amorphous and nanocrystalline
soft magnets// Magnetic hysteresis in
novel materials. Proc. NATO. Ser. E: Applied Sciences,
V. 338. Edited by G.C. Hadjipanayis. Dordrecht;
Boston; London: Kluwer Academic Publishers,
1997, p. 711—730.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ КОіБАЛЬТ-ЖЕ-
ЛЕіЗО-ХРОМ(МОЛИБДЕіН)-БОР-КРЕіМ-
НИЙ — аморфные сплавы на основе ко-
бальта, имеющие близкую к нулю магни-
тострикцию, которые отличаются высо-
кой жаростойкостью и коррозионной
стойкостью за счет образования на повер-
хности оксидной пленки. Это позволяет
получать высокие магнитные свойства
после термической обработки на воздухе.
Однако с повышением содержания хрома
(молибдена) снижается магнитная индук-
ция насыщения Bs и температура Кюри
TC (рис. А5). Добавки хрома и молибдена
оказывают примерно одинаковое влияние
на магнитные свойства А.с. В промыш-
ленных масштабах изготавливают сплавы,
имеющие высокую начальную магнитную
проницаемость (ГМ 501, 82К3ХСР), или
высокую прямоугольность (линейность)
петли магнитного гистерезиса (ГМ 503,
84КХСР, Витровак 6025). А.с. изготавли-
вают в виде аморфной ленты толщиной
15—30 мм.
Лит.: Ganesan K., Narayanasamy A., Ramasamy S.
Termomagnetic studies of (Co0,93Fe0,07)75-xCrxSi15B10
metglas// J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 1990, v. 1,
№ 3, p. 159—164. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я.
Магнитные свойства аморфных и нанокристалли-
ческих сплавов. — Екатеринбург: Изд-во Урал.
ун-та, 2002. — 384 с.
24 Аморфные сплавы кобальт-железо-хром(молибден)-бор-кремний
Рис. А4. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs, точки Кюри TC и температуры
кристаллизации Tx от содержания металлои-
дов в аморфном сплаве Co95-y(Fe,Mn)5(Si,B)y
Рис. А5. Зависимости магнитной индук-
ции насыщения Bs, и точки Кюри TC от
содержания хрома в аморфном сплаве
(Co0,95Fe0,07)75-xCrxSi15B10
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ НА ОСНОіВЕ
ЖЕЛЕіЗА — аморфные сплавы, имеющие
высокую магнитную индукцию насыще-
ния 1,4—1,7 Тл и магнитострикцию на-
сыщения (20—30) 10-6, которые изготав-
ливаются в виде аморфной ленты толщи-
ной 15—30 мм. Эти магнитные характе-
ристики А.с. взаимосвязаны, поскольку
магнитострикция насыщения пропорцио-
нальна квадрату намагниченности насы-
щения. При выборе аморфизаторов учи-
тывают их влияние на магнитную индук-
цию насыщения Bs и температуру Кюри
TC (рис. А6). Легирующие элементы (Cr,
Ni, Mo) улучшают технологичность изго-
товления ленты, жаростойкость или дру-
гие магнитные и физические свойства
сплава. В промышленных масштабах из-
готавливаются сплавы Fe-Si-B(С), кото-
рые могут содержать различные легирую-
щие элементы: хром (Метглас 2605S3A),
никель (2НСР, ГМ 440). Оптимальная ча-
стотная область применения сплавов до
20 кГц.
Лит.: Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимо-
то К. Аморфные металлы. — М.: Металлургия,
1987. — 328 с.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ НА ОСНОіВЕ
КОіБАЛЬТА — аморфные сплавы, имею-
щие близкую к нулю магнитострикцию
насыщения, которые изготавливают в виде
аморфной ленты толщиной 15—30 мм.
Для достижения нулевой магнитострик-
ции в сплав добавляют небольшое количе-
ства железа или марганца (рис. А7). Выбор
легирующих элементов (Cr, Mo, Ni) зави-
сит от требований к основным отличите-
льным свойствам сплава: магнитная ин-
дукция насыщения Bs (рис. А8) и магнит-
ная проницаемость. В современных А.с. в
Аморфные сплавы на основе кобальта 25
Рис. А6. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs и точки Кюри TC от содержа-
ния металлоидов в аморфных сплавах на
основе железа
Рис. А7. Зависимости магнитострикции насы-
щения s от содержания легирующих элемен-
тов T = Fe, Mn, Cr, V в аморфном сплаве на
основе кобальта Co80-xTxB20
Рис. А8. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs от содержания легирующих
элементов T = Fe, Mn, Cr, V в аморфном
сплаве на основе кобальта Co80-xTxB20
качестве аморфизаторов используют бор и
кремний. В промышленных масштабах из-
готавливают сплавы, из которых получают
магнитопроводы с высокой начальной
магнитной проницаемостью (ГМ 501 и
82К3ХСР), с прямоугольной петлей маг-
нитного гистерезиса (ГМ 503А, Метглас
2714A, Витровак 6025), с линейной петлей
магнитного гистерезиса (ГМ 503В) или с
очень высокой линейностью петли маг-
нитного гистерезиса (ГМ 515В, Витровак
6150). Частотная область применения А.с.
достигает десятки мегагерц, поэтому спла-
вы могут иметь относительно низкую маг-
нитную индукцию насыщения. С увели-
чением температуры Кюри TC А.с. име-
ют более высокую магнитную индукцию
насыщения и более низкую магнитную
проницаемость (рис. А9). Такая взаимо-
связь магнитных характеристик обуслов-
лена существованием спонтанной на-
магниченности в ферромагнетиках, след-
ствием которой является закон Блоха
M M T
T
s s
C
!
" #
$
%
&&&
'
(
)))
0
3
2
1 * , т. е. намагничен-
ность насыщения Ms растет с увеличением
температуры Кюри TC. С другой стороны,
константа одноосной магнитной анизо-
тропии пропорциональна третьей степени
намагниченности насыщения Ku + Ms
3, а
магнитная восприимчивость вращения
равна
âð 0
M2
K
s
u
и поэтому она обратно
пропорциональна Ms. Таким образом, в
материале с высокой намагниченностью
насыщения следует ожидать более низкую
магнитную проницаемость.
Лит.: Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К.
Аморфные металлы. — М.: Металлургия,
1987. — 328 с. O Handley R.C., Sullivan M.O.
Magnetostriction of Co80-xTxB20 (T = Fe, Mn,
Cr or V) glasses//J. Appl. Phys., 1981, v. 52, № 3,
p. 1841—1843.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ НА ОСНОіВЕ
ПЕРЕХОіДНЫХ МЕТАіЛЛОВ — аморф-
ные сплавы на основе железа, кобальта и
никеля, среди которых можно выделить
следующие группы: сплавы на основе же-
леза с высокой магнитной индукцией и
магнитострикцией насыщения, сплавы на
основе кобальта с близкой к нулю магни-
тострикцией насыщения и высокой маг-
нитной проницаемостью, сплавы на
основе никеля с высокой магнитной про-
ницаемостью и низкой температурой
Кюри. Сплавы на основе никеля изготав-
ливались на начальном этапе разработки
А.с., однако в последнее время они почти
не применяются в качестве магнитомяг-
ких материалов. На рис. А10 представле-
26 Аморфные сплавы на основе переходных металлов
Рис. А9. Зависимости магнитной индукции на-
сыщения Bs и начальной относительной маг-
нитной проницаемости н от температуры Кю-
ри TC в аморфных сплавах на основе кобальта
Рис. А10. Магнитная индукция насыщения Bs
в аморфном сплаве (Fe,Ni,Co)78Si8B14
на тройная диаграмма аморфного сплава
(Fe,Ni,Co)78Si8B14 для магнитной индук-
ции насыщения Bs, а штриховой линией
отмечены составы, соответствующие ну-
левой магнитострикции насыщения s.
Линия нулевой магнитострикции практи-
чески не изменяется при использовании
других металлоидов.
Лит.: Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К.
Аморфные металлы. — М.: Металлургия,
1987. — 328 с.
АМОіРФНЫЕ ФЕРРОМАГНЕіТИКИ —
ферромагнетики с аморфной (некристал-
лической) структурой, атомная структура
которых имеет позиционный (структур-
ный) и химический (композиционный)
беспорядок. Иногда под термином «А.ф.»
понимают ферромагнетики и ферримаг-
нетики с аморфной структурой. Для них
также используют термин «аморфные
магнетики». Губанов (1960) впервые тео-
ретически обосновал возможность су-
ществования А.ф. Зонная электронная
структура кристаллического твердого тела
не претерпевает кардинальных измене-
ний при переходе в жидкое состояние.
Поэтому при таком переходе должен со-
храняться ферромагнетизм, определяе-
мый ближним порядком. Флуктуации
ближайшего окружения приводят к неод-
нородному характеру возникновения маг-
нетизма в аморфных сплавах. Это обу-
славливает заметное различие магнитных
свойств А.ф. и соответствующих кристал-
лических соединений. Первые А.ф. в виде
термически напыленных пленок железа
получили Григсон, Дав, Стилуэлл (1964).
Сохранение ферромагнетизма в аморф-
ном состоянии впервые доказали Мадер,
Новик (1965) для напыленных в вакууме
пленок Co-Au. Цуй, Дувез (1966) изгото-
вили первый А.ф. из расплава Pd80Si20, в
котором палладий был частично заменен
железом.
Лит.: Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро-
и ферримагнетики. — М.: Мир, 1982. — 296 с.
АМОіРФНЫЙ [гр. amorphous бесформен-
ный] — отличный от кристаллическо-
го. Синонимами понятия «А.» являются
«некристаллический», «стеклообразный»,
«подобный жидкости».
АМОіРФНЫЙ МАГНИіТНЫЙ МИКРО-
ПРОіВОД — магнитный микропровод с
аморфной структурой, полученный закал-
кой из расплава. В результате закалки в
проводе возникают внутренние остаточ-
ные напряжения, которые наряду со зна-
ком константы магнитострикции матери-
ала определяют направления осей легкого
намагничивания и магнитную доменную
структуру А.м. В центральной части
стрежня доминируют осевые растягиваю-
щие напряжения, в поверхностных сло-
ях — осевые и окружные сжимающие на-
пряжения, а в радиальном направле-
нии — небольшие растягивающие напря-
жения. Поэтому в сплавах на основе
железа с большой положительной кон-
стантой магнитострикции можно выде-
лить три области: однородно намагничен-
ная центральная часть с одноосной маг-
нитной анизотропией, поверхностный
слой с доменной структурой напряже-
ний и переходная область между ними.
В сплавах на основе кобальта с отрица-
тельной константой магнитострикции в
приповерхностном слое формируется
спиральная (бамбуковая) доменная струк-
тура с намагниченностью в доменах на-
правленной вдоль окружности. Внутрен-
ние напряжения в микропроводе со стек-
лянной изоляцией регулируются толщи-
ной поверхностного стеклянного слоя.
А.м. на основе железа обладает маг-
нитной бистабильностью, т. е. он имеет
два устойчивых состояния вдоль оси мик-
ропровода и способен перемагничиваться
одним большим скачком Баркгаузена.
В микропроводе скорость перемагничива-
ния значительно выше, ввиду слабо вы-
раженного скин-эффекта, чем в других
материалах, поэтому меньше ширина ин-
дуцируемых импульсов и больше их амп-
литуда. Благодаря этому, в частности,
магнитная проницаемость А.м. практи-
чески не зависит от частоты вплоть до
5 МГц. Небольшой диаметр А.м. в стек-
лянной изоляции около 10 мкм позволяет
заметно снизить критическую длину про-
вода до 2 мм, при которой магнитные
свойства не зависят от его длины, а это
является основанием для значительного
Аморфный магнитный микропровод 27
уменьшения размеров магнитных элемен-
тов, используемых в датчиках. Спираль-
ная (бамбуковая) доменная структура
обеспечивает гигантский магниторези-
стивный эффект в А.м. на основе кобаль-
та. В табл. А4 приведены некоторые ха-
рактеристики А.м. в стеклянной изоля-
ции, выпускаемые предприятием «Мик-
рон» (Молдова).
Лит.: Zhukova V., Ipatov M., Zhukov A. Thin
magnetically soft wires for magnetic microsensors//
Sensors, 2009, v. 9, p. 9216—9240.
АМОіРФНЫЙ ПРЕКУіРСОР [англ. precursor
предшественник, исходное вещест-
во] — заготовка с аморфной структурой,
используемая для производства аморфных
и нанокристаллических магнитопроводов.
АМОіРФНЫЙ СПЛАВ ЖЕЛЕіЗО-БОР —
аморфный сплав, который широко испо-
льзуется для научных исследований, од-
нако в промышленных масштабах не про-
изводится. Удельная намагниченность на-
сыщения s достигает максимального
значения в сплаве Fe80B20 (рис. А11). При
нормальной температуре в сплавах с по-
вышенным содержанием железа намагни-
ченность s снижается, что можно связать
с соответствующим понижением точки
Кюри TC (рис. А12). При содержании же-
леза менее 83 ат. % наблюдается один пик
кристаллизации Tx, связанный с кристал-
лизацией из аморфного состояния. Появ-
ление второго пика при большем содер-
28 Аморфный прекурсор
Таблица А4. Типичные физические свойства аморфного магнитного микропровода, выпускаемого
предприятием «Микрон» (Молдова)
Сплав Марка
Диаметр жилы,
мкм
Общий диа-
метр, мкм
Hc,
А/м
Br/Bs
CoNiFeBSi
MW SM 8-b1
MW SM 12-b1
MW SM 16-b1
MW SM 22-b1
8
12
16
22
12
16
21
24
10
15
15
10
0,2
0,3
0,8
0,2
FeBSi
MW BS-c1
MW BS-c2
MW BS-c3
MW BS-c4
MW BS-c5
8
14
18
24
30
12
16
21
24
30
260–320
70–140
200–260
140–200
100–140
0,9
0,9
0,94
0,92
0,9
Рис. А11. Зависимости удельной намагничен-
ности насыщения s от содержания железа в
аморфном сплаве FezB100-z при разной темпе-
ратуре
Рис. А12. Зависимости точки Кюри TC и тем-
пературы кристаллизации Tx от содержания
железа в аморфном сплаве FezB100-z
жании железа (не показано) вызвано пре-
вращениями в кристаллическом состоя-
нии. При оптимальном химическом
составе в А.с. после термической обра-
ботки можно получить коэрцитивную
силу до 2 А/м.
Лит.: Люборский Ф.Е., Либерман Х.Х., Бек-
кер Дж.Дж., Уолтер Дж.Л. Магнитные свойст-
ва аморфных сплавов Fe-B// Быстрозакален-
ные металлы/Под ред. Б. Кантора. — М.: Ме-
таллургия, 1983, с. 332—337.
АМОіРФНЫЙ СПЛАВ ЖЕЛЕіЗО-КОі-
БАЛЬТ-БОР-КРЕіМНИЙ — аморфный
сплав Fe67Co18B14Si1 c наибольшей маг-
нитной индукцией насыщения Bs = 1,8 Тл.
А.с. наиболее эффективно использо-
вать при высокой магнитной индукции
до 1,6 Тл и частоте до 10 кГц. Высокая
прямоугольность петли магнитного гисте-
резиса после отжига в продольном маг-
нитном поле позволяет использовать А.с.
в импульсных силовых устройствах. А.с.
разработан в компании «Аллайд Кэми-
кэл» (Датта, Декристофаро, 1980) и про-
изводится под торговой маркой Метглас
2605СО.
Лит.: Datta A., Smith C.H. Fe-Co-B-Si amorphous
alloy with maximum saturation induction//
Rapidly quenched metals. Ed. by S. Steeb,
H. Warlimont. Amsterdam: Elsevier Science,
1985, p. 1315—1318.
АМПЕіР [Ampиre имя французского фи-
зика] — единица силы электрического
тока, магнитного потенциала и магнито-
движущей силы в системе СИ. А. отно-
сится к основным единицам системы СИ,
а его размерность обозначается симво-
лом I. Определение единицы силы тока
основано на законе Ампера: А. равен
силе не изменяющегося тока, который
при прохождении по двум параллельным
прямолинейным проводникам бесконеч-
ной длины и ничтожно малой площади
кругового поперечного сечения, располо-
женным в вакууме на расстоянии 1 м
один от другого, вызвал бы на каждом
участке проводника длиной 1 м силу
взаимодействия, равную 2 10-7 Н. Такое
определение А. принято в 1946 г. Для тер-
мина «А.» принято наименование «ампер»
и обозначение «А». Впервые единица под
названием «А.» введена в 1881 г.
АМПЕіР-ВИТОіК, ампер-виток — едини-
ца магнитодвижущей силы и разности
магнитных потенциалов (Ав), которая
официально не узаконена и в настоящее
время считается устаревшей.
АМПЕіРОВСКАЯ МАГНИТОСТАіТИКА —
магнитостатика, в основу которой поло-
жена гипотеза Ампера о молекулярных
токах в качестве источников магнитного
поля. В А.м. используют следующие
определения и соотношения: плотность
молекулярных токовJ M ì rot ; намагни-
ченность, равная отношению магнитного
момента элементарных токов p S ì i в
физически бесконечно малом объеме тела
к этому объему M
p
ì
,
,
V
V
; магнитный
векторный потенциал молекулярных то-
ков A dV
V
(r) M(r )
r r
-
-
!
"
##
-
-
0
4
rot ; магнитная
индукцияB rotA, из которого следует
divB 0, т. е. векторное поле магнитной
индукции не имеет источников и стоков;
из условия калибровки divA 0 следует
rot ì rot B ,A 0J 0 M или rotH 0
после введения напряженности магнит-
ного поляH B/ 0 M B/ 0.
АМПЛИТУіДА [лат. amplitude величина] —
наибольшее отклонение периодически
изменяющейся физической величины от
нулевого значения.
АНАЛИТИіЧЕСКИЙ [гр. analytikos] —
относящийся к анализу, основанный на
применении анализа, служащий для ана-
лиза. Функция задана аналитически, если
величины связаны между собой уравне-
ниями.
АНАЛИТИіЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕіНИЕ, фор-
мула — выражение, определяющее сово-
купность действий, которые необходимо
проделать в определенном порядке над
значением аргумента и константами, что-
бы получить значение функции.
АНАіЛОГОВЫЙ СИГНАіЛ [гр. analogos
соответственный, соразмерный] — сигнал
данных, у которого каждый из парамет-
ров описывается функцией времени и не-
Аналоговый сигнал 29
прерывным множеством возможных зна-
чений. А.с. — непрерывный, неделимый
на отдельные части.
АНАЛОГО-ЦИФРОВОіЕ ПРЕОБРАЗО-
ВАіНИЕ СИГНАіЛА — преобразование
сигнала данных, при котором для задан-
ного шага дискретизации функция непре-
рывного множества возможных значений
сигнала заменяется функцией конечного
множества соответствующих значений
этого сигнала.
АНГСТРЕіМ [Еngstrцm фамилия швед-
ского физика] — внесистемная единица
длины, 1 Е = 10-10 м, предложенная Анг-
стремом (1868).
АНИЗОТРОПИіЯ [гр. anisos неравный и
tropos свойство] — неодинаковость физи-
ческих свойств тела вдоль различных на-
правлений внутри этого тела. Понятие А.
противоположно понятию изотропия.
АНИЗОТРОПИіЯ МАГНИ і ТНЫХ ПО-
ТЕіРЬ — зависимость магнитных потерь от
направления перемагничивания. А.м. си-
льно проявляется в анизотропных магнит-
ных материалах. На рис. А13 показана за-
висимость нормализованных удельных
магнитных потерь P/Bm в анизотроп-
ной электротехнической стали на частоте
50 Гц от максимальной магнитной индук-
ции Bm, полученная на эпштейновских об-
разцах размером 280х30х0,3 мм, вырезан-
ных под разными углом *р к направлению
прокатки. Отношение магнитных потерь,
измеренных под углами 90 и 0 , равно или
больше четырех. На характер А.м. сильное
влияние оказывает ширина полос, на ко-
торых проводят магнитные измерения.
В узких полосах уже при небольших углах
*р в процессе перемагничивания вблизи
боковых граней формируется замыкающая
доменная структура с намагниченностью
вдоль поперечных осей [100] и [010]. Ее
формирование минимизирует магнитоста-
тическую энергию тела, однако при этом
растут магнитные потери на гистерезис.
В широких образцах краевое влияние на
процесс перемагничивание заметно ослаб-
ляется, а в предельном случае вообще от-
сутствует. Это подтверждает рис. А14, на
котором представлена анизотропия отно-
сительных магнитных потерь P*/P0 (P* —
магнитные потери под углом *р к оси
[001], P0 — магнитные потери вдоль оси
[001]) в монокристаллах. Величина . —
угол между осью легчайшего намагничива-
30 Аналого-цифровое преобразование сигнала
Рис. А13. Зависимости нормализованных удель-
ных магнитных потерь P/Bm в полосках анизо-
тропной электротехнической стали, вырезан-
ных под углом *р к направлению прокатки, от
максимальной магнитной индукции Bm
Рис. А14. Зависимости относительных маг-
нитных потерь P*/P0 от угла *р в монокрис-
таллах Fe-3Si: P* — удельные магнитные по-
тери под углом *р к оси [001], P0 — удельные
магнитные потери вдоль оси [001], . — угол
между осью легчайшего намагничивания [001]
и поверхностью пластины. Штриховой ли-
нией показана зависимость 1/cos2 *p
ния [001] и поверхностью пластины. Из-
мерения проводили с помощью устрой-
ства, размеры которого заметно меньше
самого монокристалла. Видно, что маг-
нитные потери пропорциональны вели-
чине 1/cos2 *p для углов менее 40 . Это
подтверждает, что здесь в процессе пере-
магничивания участвуют только 180 до-
менные границы основной доменной
структуры.
АНИЗОТРОПИіЯ МАГНИ і ТНЫХ СВОіЙ-
СТВ электротехнической стали — магнит-
ные свойства анизотропной электротехни-
ческой стали вдоль различных направле-
ний относительно направления прокат-
ки. На рис. А15 представлены основные
кривые намагничивания, полученные
на эпштейновских образцах размером
280х30х0,30 мм, вырезанных из высоко-
проницаемой анизотропной электротехни-
ческой стали (В800 = 1,85 Тл) под разными
углами к направлению прокатки *. Элект-
ротехническая сталь обладает достаточно
высокой константой кристаллографиче-
ской магнитной анизотропии, поэтому в
указанной области напряженности маг-
нитного поля намагниченность во всех до-
менах не отклоняется от осей легкого на-
магничивания. Это ось [001], ориентиро-
ванная приблизительно в направлении
прокатки, и две поперечные оси [100] и
[010], ориентированные приблизительно
под углом 45 к поверхности. Процесс на-
магничивания осуществляется за счет сме-
щения доменных границ или перераспре-
деления магнитных фаз вдоль трех осей
легкого намагничивания. В образце, выре-
занном вдоль направление прокатки, пре-
обладает смещение 180 доменных границ.
Снижение кривых намагничивания в об-
разцах, вырезанных под углом, связано с
процессом формирования замыкающих
доменов, имеющих намагниченность
вдоль [100] и [010]. С увеличением угла *
петля магнитного гистерезиса приобретает
перетянутый вид (рис. А16). Появление
перетяжки связано с задержкой смещения
180 доменных границ и формированием в
этом интервале полей фронта замыкаю-
щих доменов. При измерении А.м. в паке-
те полос необходимо учитывать способ
укладки. Данные, приведенные на графи-
ках, соответствуют согласованной укладке,
при которой направления прокатки отде-
льных полос параллельны между собой.
При несогласованной укладке направле-
ния прокатки отдельных полос пересека-
ются, если угол * не равен 0 или 90 .
Лит.: Жаков С.В., Филиппов Б.Н., Драгошан-
ский Ю.Н. Доменная структура и процессы на-
Анизотропия магнитных свойств 31
Рис. А15. Основные кривые намагничивания
высокопроницаемой анизотропной электро-
технической стали (В800 = 1,85 Тл) под разны-
ми углами к направлению прокатки *
Рис. А16. Статические петли магнитного гисте-
резиса высокопроницаемой анизотропной
электротехнической стали (В800 = 1,85 Тл) под
разными углами к направлению прокатки *
магничивания в трехосных монокристаллах в
поле, приложенном под углом к оси легкого
намагничивания// Физ. мет. и металловед.
1979, т. 47, № 2, с. 310—318.
АНИЗОТРОПИіЯ МАГНИТОСТРИ і К-
ЦИИ — зависимость продольной магни-
тострикции от направления. В анизо-
тропной электротехнической стали А.м.
проявляется при намагничивании под
разными углами относительно направле-
ния прокатки. На рис. А17 представлены
кривые динамической магнитострикции
p0(Bm), полученные на образцах разме-
ром 280х30х0,3 мм, которые были выреза-
ны под разными углами * к направлению
прокатки. На начальной стадии намагни-
чивания для углов * < 54,7 появляются
домены с намагниченностью вдоль попе-
речных осей [100] [010], которые форми-
руют отрицательный участок на кривой
магнитострикции. Наоборот, при боль-
ших углах * продольная магнитострикция
принимает только положительные значе-
ния. Магнитострикция не изменяется для
угла * = 54,7 , который определяет на-
правление [111], равно удаленное от осей
легкого намагничивания <100>.
АНИЗОТРОіПНАЯ ХОЛОДНОКА і ТАНАЯ
ЭЛЕКТРОТЕХНИіЧЕСКАЯ СТАЛЬНАіЯ
ЛЕіНТА — холоднокатаная электротехни-
ческая сталь с ребровой кристаллографи-
ческой текстурой, выпускаемая в виде
ленты толщиной от 0,05 до 0,15 мм и по-
ставляемая в рулонах шириной от 5 до
650 мм. Основная частотная область при-
менения 400—3000 Гц. Подкатом для
производства А.х. служит анизотропная
электротехническая сталь, которую про-
катывают без промежуточных отжигов на
конечную толщину с обжатием до 90%.
Высокотемпературный отжиг проводят
при 1050 С в садочных печах в вакууме
или сухом водороде или в проходных пе-
чах в азотоводородной смеси. На поверх-
ность А.х. наносится магнитоактивное
электроизоляционное покрытие. В табл.
А5 представлены технические требования
к А.х. в соответствии с ГОСТ 21427.4-78.
В ней также приведены высшие марки
(3426—3428), выпускаемые Ашинским
металлургическим заводом, которые име-
ют магнитную индукцию B2500 не менее
1,82 Тл (типичные значения 1,9 Тл) и ко-
эрцитивную силу не более 28 А/м. В Рос-
сии промышленное производство А.х.
в толщине 0,08 мм впервые начато на
Ленинградском сталепрокатном заводе
(1947), а в дальнейшем на Ашинском ме-
таллургическом заводе (1974). Способ
производства разработал Литтман (1944).
АНИЗОТРОіПНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИіЧЕ-
СКАЯ СТАЛЬ — холоднокатаная электро-
техническая сталь с ребровой кристалло-
графической текстурой. Основная часть
производимой А.э. используется для изго-
товления магнитных систем силовых
трансформаторов, работающих на про-
мышленной частоте 50—60 Гц. Трансфор-
матор должен работать при наибольшей
максимальной магнитной индукции Bm,
чтобы обеспечить минимальные габариты,
и должен иметь при этом минимальные
магнитные потери, чтобы температура пе-
регрева была не выше заданного значения.
32 Анизотропия магнитострикции
Рис. А17. Кривые динамической магнитост-
рикции p0(Bm), полученные на полосках
анизотропной электротехнической стали, вы-
резанных под разными углами * к направле-
нию прокатки
Таким образом, А.э. должна обладать вы-
сокой магнитной индукцией при заданной
напряженности магнитного поля и иметь
низкие удельные магнитные потери на ча-
стоте 50 Гц при максимальной магнитной
индукции, соответствующей рабочей ин-
дукции, как правило, около 1,7 Тл. На по-
верхность А.э. наносится тонкое (толщи-
ной 2—5 мкм) электроизоляционное по-
крытие, которое препятствует электриче-
скому контакту металлических листов.
Производитель А.э. гарантирует коэффи-
циент сопротивления электроизоляцион-
ного покрытия, коэффициент старения,
геометрические размеры стали, ее механи-
ческие свойства, коэффициент заполне-
ния и магнитные свойства. В табл. А6
представлены технические требования к
магнитным свойствам А.э. в соответствии
с ГОСТ 21427.1-83, из которой исключены
некоторые низкие марки стали, которые в
настоящее время не производятся. Другие
типичные физические свойства А.э. при-
ведены ниже: магнитная индукция на-
сыщения 2,03 Тл; коэрцитивная сила 5—
6 А/м; точка Кюри 740 С; плотность
7650 кг/м3; удельное электрическое сопро-
тивление 0,5 10-6 Ом м; температурный ко-
эффициент сопротивления 1
/
/T
= 1 10-3 К-1;
коэффициент теплопроводности 25 Вт/м К;
температурный коэффициент линейного
расширения 1 10-5 К-1. Механические
свойства А.э. вдоль направления прокат-
ки: предел прочности 350—420 МПа; пре-
дел текучести 310—360 МПа; предел упру-
гости 290 МПа; модуль упругости 120—
135 ГПа.
В состоянии поставки А.э. полностью
готова к применению и не требует допол-
нительной термической обработки, если
она используется в виде крупных плоских
позиций. После резки или вырубки не-
больших позиций или после намотки то-
роидальных магнитопроводов необходи-
мо производить отжиг для снятия оста-
точных напряжений при температуре
800—820 С. А.э. имеет предельно высокое
для холодной прокатки содержание крем-
ния 2,8—3,2 %. Основные направления
совершенствования А.э. сводятся к следу-
ющему: получение совершенной кристал-
лографической текстуры с минимальным
средним отклонением оси легкого намаг-
ничивания [001] от направления прокат-
ки; снижение толщины стали при сохра-
нении совершенной кристаллографиче-
ской текстуры; нанесение на поверхность
магнитоактивного электроизоляционного
покрытия и создание искусственных ба-
Анизотропная электротехническая сталь 33
Таблица А5. Технические требования к анизотропной холоднокатаной электротехнической сталь-
ной ленте
Толщина,
мм
Марка
стали
Удельные магнитные потери,
Вт/кг, не более
Магнитная индукция, Тл, не менее,
при напряжённости постоянного
магнитного поля, А/м
Р1,5/400 Р1,0/1000 В1000 В2500
0,15
0,08
005
3423
19,0
17,0
–
–
–
22
1,65
1,65
1,65
1,82
1,82
1,82
0,15
0,08
005
3424
18,0
16,0
–
–
–
22
1,65
1,65
1,65
1,82
1,82
1,82
0,15
0,08
005
3425
17,0
15,0
–
–
–
20
1,75
1,75
1,75
1,82
1,82
1,82
0,08 (0,1)
3426
3427
3428
14
13
12
–
–
–
–
–
–
1,82
1,82
1,82
рьеров поперек направления прокатки,
обеспечивающих снижение ширины
основных доменов и магнитных потерь
на вихревые токи. А.э. подразделяют на
обычную электротехническую сталь с
магнитной индукцией В800 менее 1,85 Тл
и высокопроницаемую А.э. с магнитной
индукцией В800 более 1,85 Тл. На долю
высокопроницаемых марок приходится
около 25 % мирового производства А.э.
Основные производители А.э. сосредото-
чены в ЕС (ТиссенКрупп Электрикэл
Стил), Японии (Ниппон Стил), США
(АК Стил), России и Китае, они произво-
дят около 90 % всей А.э. В России 100 %
А.э. производит ВИЗ-Сталь (150 тыс. т в
год) и Новолипецкий металлургический
комбинат (110 тыс. т), что в сумме со-
ставляет около 15 % мирового производ-
ства (2005). Госс (1933) первым получил
А.э. с ребровой кристаллографической
текстурой. Впервые промышленное про-
изводство А.э. начала американская ком-
пания «Армко Стил» (1939) на основе па-
тентов Коула, Давидсона и Карпентера
(1935, 1938, 1939). Первая промышленная
партия А.э., полученная с применением
высокотемпературного отжига в рулонах
с разделением полос гидратированной
окисью магния, была выпущена «Армко
Стил» в 1943 г. Первую высокопроницае-
мую А.э. с совершенной кристаллографи-
ческой текстурой разработали в 1960-е гг.
в японской компании «Явата Айрон энд
Стил» в последствии «Ниппон Стил»
(Тагучи, Сакакура и Такашима 1962, 1964)
и выпустили под торговой маркой «Ори-
енткор Хай-Би» (Orientcore HI-B, Япо-
ния, 1971). В России первую А.э. (холод-
нокатаная трансформаторная сталь марки
ХВП — холоднокатаная высокой прони-
цаемости) разработали на Верх-Исетском
металлургическом заводе (Гольдман, Дру-
жинин, 1945—1946). Новосибирский ме-
талллургический завод первым наладил
промышленное производство А.э. в лис-
тах толщиной 0,35 и 0,50 мм (1949). Про-
мышленное производство рулонной А.э.
начато на Новолипецком (1960) и Верх-
Исетском (1973) металлургических заводах.
34 Анизотропная электротехническая сталь
Таблица А6. Технические требования к анизотропной электротехнической стали
Толщина,
мм
Марка
стали
Удельные магнитные потери,
Вт/кг, не более
Магнитная индукция, Тл, не менее,
при напряженности постоянного
магнитного поля, А/м
Р1,5/50 Р1,7/50 В100 В2500
0,50
3413
3414
1,75
1,50
–
–
–
–
1,85
1,88
0,35
3404
3405
3406
3407
3408
3409
–
–
–
–
–
–
1,60
1,50
1,43
1,36
1,30
1,24
1,60
1,61
1,62
1,72
1,74
1,74
–
–
–
–
–
–
0,30
3404
3405
3406
3407
3408
3409
–
–
–
–
–
–
1,50
1,40
1,33
1,26
1,20
1,14
1,60
1,61
1,62
1,72
1,74
1,74
–
–
–
–
–
–
0,27
3405
3406
3407
3408
3409
–
–
–
–
–
1,38
1,27
1,20
1,14
1,08
1,61
1,62
1,72
1,74
1,74
–
–
–
–
–
АНИЗОТРОіПНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИіЧЕ-
СКАЯ СТАЛЬ С ИЗМЕЛЬЧЁННОЙ ДО-
МЕіННОЙ СТРУКТУіРОЙ [англ. domain
refining измельчение доменов] — высоко-
проницаемая анизотропная электротех-
ническая сталь с очень низким уровнем
удельных магнитных потерь, который до-
стигается снижением ширины основных
магнитных доменов за счет создания ло-
кальных воздействий поперек направле-
ния прокатки. Высокопроницаемая ани-
зотропная электротехническая сталь име-
ет совершенную кристаллографическую
текстуру и крупные зерна размером 5—
30 мм. Это приводит к тому, что основ-
ные домены проникают через границы
большой группы зерен, а корень квадрат-
ный из длины этой группы будет опреде-
лять ширину основных доменов. В соот-
ветствии с формулой Прая и Бина, маг-
нитные потери на вихревые токи можно
снизить путем уменьшения ширины
основных доменов. При пульсирующем
лазерном облучении поверхности («Нип-
пон Стил», 1985) и плазменном облуче-
нии сфокусированным плазменным пуч-
ком («Кавасаки Стил», 1987) создается
линия точечных каверн (впадин) поперек
направления прокатки. На рис. А18 пока-
зана доменная структура, состояние по-
верхности с электроизоляционным по-
крытием и после удаления покрытия
травлением до (а) и после (б) лазерного
облучения поверхности. Эффект воздей-
ствия лазерным или плазменным пучка-
ми связан с механическими напряжения-
ми, которые формируют вблизи каверн
замыкающую доменную структуру, поэто-
му эти воздействия снимаются после тер-
мической обработки при 800 С. Локаль-
ная механическая деформация («Ниппон
Стил») и локальное электролитическое
травление («Кавасаки Стил», 1991) созда-
ют на поверхности стали линейные ка-
навки поперек направления прокатки
глубиной 15—20 мкм на расстоянии око-
ло 5 мм. В данном случае измельчение
основных доменов связано с размагничи-
вающим эффектом на боковых стенках
канавки, а также формированием мик-
розерен после термической обработки.
Поэтому данный тип воздействий сохра-
няется после отжига при температуре
800 С.
Лит.: Sato K., Ishida M., Hina E. Heat-proof
domain-refined grain-oriented electrical steel//
Kawasaki Steel Technical Report, 1998, № 39,
p. 21—28. Wada T., Nozawa T., Iuchi T., Nakamura
M. Domain refinement technology for electrical
steel// Nippon Steel Technical Report, 1983,
№ 21, p. 263—274.
АНТЕіННА [лат. antenna рея] — устройст-
во, предназначенное для излучения или
приема радиоволн. В зависимости от на-
значения А. подразделяются на приемные,
передающие и приемопередающие.
АНТИФЕРРОМАГНЕТИіЗМ [гр. anti
против и ферромагнетизм] — магнитное
состояние вещества, при котором магнит-
ные моменты соседних атомов (ионов)
ориентированы навстречу друг другу. Не-
ель (1932) распространил гипотезу Вейсса
на смесь, состоящую из двух сортов ато-
мов А и В и ввел понятие локального мо-
лекулярного поля, которое зависит от
взаимодействия ближайших соседей
А—А, А—В и В—В. При отрицательном
взаимодействии атомы стремятся сгруп-
пироваться в пары с антипараллель-
ной ориентацией магнитных моментов.
В этом случае объемно-центрированную
кубическую решетку можно представить в
Антиферромагнетизм 35
Рис. А18. Вид поверхности анизотропной
электротехнической стали с электроизоляци-
онным покрытием, после удаления покрытия
травлением и доменная структура до (а) и по-
сле (б) лазерного облучения поверхности
виде двух взаимно проникающих простых
кубических решеток с некоторой ориен-
тацией атомных магнитных моментов од-
ной подрешетки и противоположной
ориентацией атомных магнитных момен-
тов другой подрешетки. Неель (1936) на-
шел, что антипараллельная ориентация
подрешеток сохраняется только до неко-
торой температуры, которую в последст-
вии назвали температурой Нееля (К. Гор-
тер, 1952).
АНТИФЕРРОМАГНЕіТИК — вещество, в
котором ниже определенной температуры
(точка Нееля или анитиферромагнитная
точка Кюри) возникает антиферромаг-
нитное упорядочение. Среди простых ве-
ществ наиболее высокой температурой
Нееля обладает марганец — 310К. Неель
(1936) теоретически показал, что при
ориентации магнитного поля перпен-
дикулярно направлению магнитных мо-
ментов магнитная восприимчивость А.
остается постоянной при Т < TN и подчи-
няется закону Кюри-Вейсса при Т > TN.
Биттер (1938) рассчитал магнитную вос-
приимчивость в магнитном поле, парал-
лельном направлению магнитных мо-
ментов. Он же предложил назвать новый
тип магнитных веществ «А.» (1938). На
рис. А19 представлена зависимость обрат-
ной восприимчивости антиферромагнети-
ка от температуры, где Ta — асимптоти-
ческая температура Кюри. Бизетт,
Сквайр, Цай (1938) обнаружили вещест-
во MnO, которое имело указанные маг-
нитные свойства с температурой перехода
TN = 116К. Впервые наличие у MnO ан-
типараллельной ориентации магнитных
моментов доказали Шалл и Смарт (1949),
используя метод магнитной нейтроно-
графии.
АПЕРИОДИіЧЕСКОЕ ДВИЖЕіНИЕ [гр.
a… an… начальная часть слов со значени-
ем отрицания] — движение в случае силь-
ного затухания, при котором система воз-
вращается в состояние равновесия без ко-
лебаний. При А.д. система успевает вер-
нуться в равновесное состояние, переходя
в него не более одного раза.
АППАРАіТ ЭПШТЕ і ЙНА [Epstein фами-
лия немецкого электротехника] —
устройство в виде четырех намагничива-
ющих и измерительных катушек, распо-
ложенных по сторонам квадрата, пред-
назначенное для измерения магнитных
свойств образцов электротехнической
стали. Масса образца обычно составляет
1 кг. Из листов стали, подлежащих испы-
танию, вырезаются полоски размером
280х30 мм (эпштейновские полоски), ко-
торые укладывают в катушки аппарата,
соединяя их на углах внахлестку. Концы
полосок на углах зажимаются специаль-
ными зажимами для создания хорошего
контакта. Собранные таким образом по-
лоски образуют замкнутую магнитную
цепь. Аппарат для измерения магнитных
свойств листовой стали разработал Эпш-
тейн (1900).
АППЛИКАіТА [лат. applicata приложен-
ная] — одна из декартовых координат
точки, обычно третья в пространстве
вдоль вертикальной оси z.
АППРОКСИМАіЦИЯ [лат. approximo
приближаюсь] — замена одних математи-
ческих объектов другими, в том или ином
смысле близкими к исходным. А. позво-
ляет исследовать числовые характеристи-
ки и качественные свойства объектов,
сводя задачу к изучению более простых и
36 Антиферромагнетик
Рис. А19. Зависимость обратной магнитной
восприимчивости 1/ антиферромагнетика от
абсолютной температуры T: 1 — направление
оси антиферромагнетизма перпендикулярно
магнитному полю; 2 — направление оси анти-
ферромагнетизма параллельно магнитному
полю; 3 — случайное распределение осей ан-
тиферромагнетизма
более удобных объектов, например, у ко-
торых характеристики легко вычисляются
или свойства которых уже известны.
АППРОКСИМАіЦИЯ КРИВОіЙ НАМАГ-
НИіЧИВАНИЯ — аналитическое пред-
ставление кривой намагничивания. Кри-
вая намагничивания является достаточно
сложной и поэтому не существует про-
стой формулы, которая бы определяла
кривую с достаточной степенью точности
в широком диапазоне полей и для разных
материалов. Достаточно высокую точ-
ность дает А.к. интерполяционными
сплайнами, которые предложил Шенберг
(1946). Сплайн представляет гладкую
кривую, составленную из участков, каж-
дый из которых является полиномом
определенной степени с набором своих
коэффициентов. Эти коэффициенты на
каждом участке определяются так, чтобы
обеспечить наилучшее приближение к эк-
спериментальным точкам и сшивание от-
дельных участков в гладкую кривую. Для
А.к. в области слабых полей можно ис-
пользовать закон намагничивания Рэлея.
Часто для технических целей достаточно
представления в виде степенной функции
H uBv отдельно для областей начальной
и максимальной магнитной проницаемо-
сти. В магнитном поле, значительно пре-
вышающем коэрцитивную силу, мож-
но использовать формулу Ламона (1867)
C(Ms M) и Фрелиха (1881)
M H
a bH
, причем вторая формула сов-
падает с первой, если положитьa CMs 1/
иb 1/Ms. В области M >> Н можно при-
нятьB 0M и формула Фрелиха пе-
реходит в формулу Кеннели (1891)
1/ a- b-H, которую в области сильных
полей следует заменить на 1
1
a- b-H.
После преобразования формулы Ламо-
на и разложения в ряд по малой ве-
личине aMs /H получаем соотношение
M M aM
H
aM
H
s
s s
!
" #
!
"
##
1
2
, которое в
первом приближении совпадает с форму-
лой Вейсса (1910)M Ms(1 A/H).
Лит.: Бозорт Р. Ферромагнетизм. — М.:
ИИЛ, 1956. — 784 с. Кадочников А.И. Динами-
ческие петли магнитного гистерезиса. — Ека-
теринбург, 2007. — 288 с.
АРГУМЕіНТ в математике [лат. argumentum
знак, признак, содержание, довод] —
независимая переменная величина, от из-
менения которой зависит изменение дру-
гой величины, называемой функцией.
А. комплексного числа z — это угол
в тригонометрическом выражении
z r(cos jsin ). Впервые термин «А.»
для угла комплексной переменной ввел
Коши (1847). Выражение «А. функции»
раньше всего появилось в статье К. Ней-
мана (1862).
АіРМКО [ARMCO сокращ. от англ. American
Rolling Mill Company название аме-
риканской компании] — зарегистриро-
ванный товарный знак (США, 1947) ком-
пании «Армко Стил» (с 1999 г. — «АК
Стил») на продукцию черной металлурги,
в частности, на полосы и ленты.
АРМКО-ЖЕЛЕЗО [англ. Armco название
компании, где впервые начато промыш-
ленное производство технически чистого
железа] — устаревшее название техниче-
ски чистого железа, соответствует совре-
менному термину «нелегированная элект-
ротехническая сталь».
АСИММЕТРИіЧНАЯ ПЕТЛЯі МАГНИіТ-
НОГО ГИСТЕРЕіЗИСА — несимметрич-
ная петля магнитного гистерезиса.
АСИНХРОіННАЯ ЭЛЕКТРИіЧЕСКАЯ
МАШИіНА [гр. а… начальная часть слова
со значением отрицания и гр. synchronos
одновременный] — бесколлекторная
электрическая машина переменного тока,
у которой отношение частоты вращения
ротора к частоте тока в электрической
цепи, подключенной к машине, зависит
от нагрузки. Работа А.э. основана на
электромагнитном взаимодействии вра-
щающегося магнитного поля, созданного
системой трехфазного тока, подводимого
к обмоткам статора, и токами, возникаю-
щими в обмотке ротора при пересечении
ее проводников вращающимся полем.
Вращающееся магнитное поле можнопредставить в виде вектора результирую-
щей магнитной индукции, направление
которого непрерывно изменяется со вре-
менем (вращается вокруг оси статора с
постоянной угловой скоростью n1), а мо-
дуль вектора остается постоянным. Элек-
тромагнитное взаимодействие возможно
только при различной скорости вращаю-
щегося поля (n1) и ротора (n), поскольку
при равенстве этих скоростей магнитное
поле было бы неподвижно относительно
ротора и в его обмотках не наводились
бы токи. В режиме двигателя n 0 n1 в об-
мотке ротора возникает ток такого на-
правления, при котором сила, действую-
щая на обмотку ротора, увлекает его в на-
правлении вращения магнитного поля
(рис. А20а). При этом электрическая
энергия, подводимая к статору от сети, в
конечном счете, преобразуется в механи-
ческую энергию вращения вала. Скорость
вращения двигателя зависит от нагрузки,
причем она увеличивается при снижении
нагрузки, и на холостом ходу n прибли-
жается к n1. Если с помощью дополните-
льного двигателя разогнать ротор до ско-
рости n > n1, то направление вращения
магнитного потока относительно ротора
изменится на обратное. В соответствии с
этим изменится на обратное направление
тока в обмотках ротора и направление
силы, которая будет создавать тормозя-
щий момент вращению ротора (рис.
А20б). В этих условиях механическая
энергия, расходуемая дополнительным
двигателем на вращение ротора, преобра-
зуется в электрическую энергию тока, ко-
торая поступает в сеть.
Лит.: Костенко М. П., Пиотровский Л. М.
Электрические машины. В 2-х ч. Ч. 1. Маши-
ны постоянного тока. Трансформаторы. — Л.:
Энергия, 1972. — 644 с. Ч. 2. Машины пере-
менного тока. — Л.: Энергия, 1973. — 648 с.
Граница, разделяющая магнитные материалы по степени их «мягкости», т. е. по их
способности намагничиваться в слабом магнитном поле, является достаточно услов-
ной. В нашей стране принято считать, что магнитомягкие материалы имеют коэрци-
тивную силу менее 4 кА/м, а при большем значении материалы являются магнитотвер-
дыми. В тройной классификации (магнитомягкие, полутвердые, магнитотвердые) к
магнитомягким материалам относят группу с коэрцитивной силой менее 500 А/м. Маг-
нитомягкие материалы отличаются высокой магнитной проницаемостью и использу-
ются, главным образом, в качестве проводников магнитного потока. По этой причине
изделия из магнитомягких материалов называют магнитопроводами.
Мировое производство магнитомягких материалов составляет около 12 млн. тонн в
год. Эта цифра отражает существующие потребности мировой экономики в магнито-
мягких материалах. Важнейшую роль в производстве и распределении электрической
энергии играют вращающиеся (генераторы и двигатели) и статические (трансформато-
ры и реакторы) электрические машины, работающие на промышленной частоте
50 (60) Гц. Сердцем этих машин является магнитная система (магнитопровод), кото-
рая изготавливается преимущественно из электротехнической стали. Передачу элект-
рической энергии в удобной для потребителя форме решает преобразовательная техни-
ка, работающая на повышенной частоте. Здесь применяются тонколистовые прецизи-
онные сплавы и ферриты, объем производства которых заметно меньше, поскольку
высокочастотное преобразование позволяет значительно снизить размеры магнитной
системы. Измерительные устройства являются составной частью всей системы произ-
водства, распределения, преобразования, потребления и учета (измерения) электриче-
ской энергии. Небольшая, но очень важная область применения магнитомягких мате-
риалов связана с созданием, измерением и ослаблением (экранированием) магнитного
поля, а также использованием упругих и термических свойств. Особую группу магни-
томягких материалов составляют материалы для сверхвысоких частот.
Тема «Магнитомягкие материалы» связана с физикой и техникой магнитомягких
материалов. В ней используется широкий круг знаний фундаментальных наук (матема-
тика, физика, химия) и сопряженных технических наук (металлургия, металловедение
и термическая обработка, механика деформируемых сред, электротехника, силовая
электроника, радиотехника и связь). Под техникой понимают разработку, внедрение,
производство и применение магнитомягких материалов. Как правило, этапы разработ-
ки и внедрения остаются в истории, а два следующих этапа, если они наступают, могут
быть длительными (например, анизотропная электротехническая сталь производится с
начала 1940-х гг.) или короткими (например, электротехническая сталь с кубической
текстурой производилась лишь в 1960—1970 гг.). В начале всей цепочки производства
и применения стоят металлургические процессы, связанные с подготовкой материала
требуемого химического состава. В дальнейшем материалу придают определенную
форму (полоса, проволока или порошок) и необходимую структуру (аморфную, нано-
кристаллическую, микрокристаллическую, кристаллическую с оптимальным размером
зерна). На этом этапе преобладают процессы непрерывной разливки, прокатки, прес-
сования и термической обработки в разных газовых средах и вакууме. Готовый к при-
менению материал должен обладать физическими и химическими свойствами, удовлет-
воряющими заданной области применения. Для практического применения магнито-
мягкий материал необходимо снабдить достаточно большим объемом справочных
электромагнитных характеристик, которые необходимы для расчета электротехниче-
ских устройств. Эти же данные служат основой для новых разработок и применений с
использованием электрических и магнитных цепей.
В словаре-справочнике каждому термину (или понятию) посвящена отдельная ста-
тья, раскрывающая его содержание. Термины расположены в алфавитном порядке.
Если термин состоит из двух или большего числа слов, то он приводится в виде устой-
чивого словосочетания, соответствующего естественному порядку слов в русском язы-
ке. В заглавии статьи термин выделен прописными буквами с указанием ударения.
Слова, набранные после запятой строчными буквами, являются синонимами основно-
го термина. В квадратных скобках приводится краткая информация о происхождении
иноязычного термина. Сразу после названия через среднее тире следует определение.
Внутри статьи заглавный термин приводится в сокращенном виде, причем, если он со-
держит более двух слов, то сокращение состоит только из первых букв первых двух
слов. По возможности в статье приводятся краткие сведения из истории происхожде-
ния термина или понятия с указанием фамилий ученых, которые разработали соответ-
ствующие материалы или устройства, и года выполнения пионерской работы, пред-
ставленного четырехзначным числом в круглых скобках.
Все физические величины приведены в международной системе единиц измерения
СИ. Редкие исключения относятся только к использованию градусов Цельсия и еди-
ниц измерения магнитного поля — гаусс и эрстед. В словаре использовались массовые
(%), атомные (ат. %) и молярные (мол. %) процентные содержания вещества. Цифры
перед химическим элементом в сплаве типа Fe-3Si указывают на содержание этого эле-
мента в массовых процентах, а подиндексы, например, в сплаве Fe77Ni1Si9B13, указы-
вают на атомные проценты. В списке условных обозначений приведены лишь наибо-
лее часто употребляемые обозначения. Нумерация рисунков и таблиц самостоятельная
для каждой буквы алфавита. В конце приложен список упомянутых в словаре предпри-
ятий и организаций, а также краткие биографии ученых и их пионерские работы. Для
удобства поиска приводится предметный указатель.
Ссылки на литературу, приведенные в книге, составляют лишь часть источников,
которые были использованы при подготовке рукописи. Термины сверялись с Государ-
ственными стандартами на терминологию и определения, со сборниками рекомендуе-
мых терминов Академии наук и другими справочными изданиями. Литература по исто-
рии магнитомягких материалов немногочисленна, поэтому основные сведения черпа-
лись из оригинальных работ. Некоторые ссылки на использованные источники по тер-
минологии и истории приведены ниже.
Автор будет признателен за все замечания и пожелания, которые можно направлять
по адресу: 620141, Екатеринбург, а/я 62, e-mail: yunstar@mail.ru.
ТЕРМИНОЛОГИЯ
1. Александрова Н.В. Математические термины. Справочник. — М.: Высш. шк., 1978. —
192 с.
2. Большой энциклопедический словарь. Математика. Гл. ред. Ю.В. Прохоров. М.:
Большая российская энциклопедия, 1998. — 848 с.
3. Бэрк Г.Ю. Справочное пособие по магнитным явлениям. — М.: Энергоатомиздат,
1991. — 384 с.
4. Деньгуб В.М., Смирнов В.Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Изд-во
стандартов, 1990. — 240 с.
5. Иллюстрированный толковый словарь русской научной и технической лексики/Под
ред. В.И. Максимова. — М.: Русский язык, 1994. — 801 с.
6. Магнетизм и магнитные материалы. Терминологический справочник/Под ред.
Ф.В. Лисовского и Л.И. Антонова. — М.: Вагриус, 1997. — 238 с.
7. Международный электротехнический словарь/Под ред. М.А. Шателена. — Л.; М.:
ОНТИ ГЭИ, 1936. — 376 с.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
A — магнитный векторный потенциал, Тл м
А — работа, Дж
А — постоянная обменного взаимодействия, Дж/м
АL — коэффициент индуктивности, Гн
В — вектор магнитной индукции, Тл
В — магнитная индукция, Тл
Bm — максимальная магнитная индукция по динамической петле гистерезиса, Тл
Br — остаточная магнитная индукция по предельной петле гистерезиса, Тл
B800 — магнитная индукция при напряженности магнитного поля Нmax = 800 А/м, Тл
Bs — магнитная индукция насыщения, Тл
B — комплексная действующая магнитная индукция, Тл
С — электрическая емкость конденсатора, Ф
с — скорость распространения электромагнитной волны в вакууме, равная 3 108 м/с
D — вектор электрической индукции, Кл/м2
D — электрическая индукция, Кл/м2
Е — вектор напряженности электрического поля, В/м
Е — напряженность электрического поля, В/м
Е — действующее значение электродвижущей силы, В
Е — модуль Юнга, Па
EМ — модуль Юнга при постоянной намагниченности, Па
F — магнитодвижущая сила, А
F — свободная энергия, Дж
f — частота, Гц
G — модуль сдвига, Па
Н — вектор напряженности магнитного поля, А/м
Не — вектор напряженности внешнего магнитного поля, А/м
Нi — вектор напряженности внутреннего магнитного поля, А/м
Н — напряженность магнитного поля, А/м
Н — энтальпия, Дж
НА — напряженность магнитного поля анизотропии, А/м
Нс — коэрцитивная сила, А/м
Hm — максимальная напряженность магнитного поля по динамической петле гисте-
резиса, А/м
H
— комплексная действующая напряженность магнитного поля, А/м
HV — число твердости по Виккерсу
h — толщина пластины, м
— постоянная Планка, h = 2 = 6,626·10-34 Дж·с
I —постоянный электрический ток, А
I — действующее значение переменного тока, А
Im — максимальное значение синусоидального тока, А
I — комплексный действующий ток, А
i —мгновенный электрический ток, А
J — вектор плотности электрического тока проводимости, А/м2
J — плотность электрического тока, А/м2
K — константа магнитной анизотропии, Дж/м3
Кп — коэффициент прямоугольности предельной петли магнитного гистерезиса
K1 — первая константа магнитной анизотропии в кристаллическом ферромагнетике,
Дж/м3
L — индуктивность (коэффициент самоиндукции), Гн
Ls — индуктивность рассеяния, Гн
lвит — длина одного витка обмотки, м
lср — средняя длина магнитной силовой линии, м
M — вектор намагниченности, А/м
M — намагниченность, А/м
M — взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции), Гн
Ms — намагниченность насыщения, А/м
Ms0 — намагниченность насыщения при температуре Т = 0 К, А/м
m — магнитный заряд, Вб
m — масса, кг
N — коэффициент размагничивания
n — единичный вектор нормальный поверхности
n — отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной об-
мотки
P — вектор электрической поляризации, Кл/м2
P — активная мощность электрической цепи, Вт
Pс — классические удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pa — удельные магнитные потери, Вт/м3 или Вт/кг
Pв — удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pг — удельные магнитные потери на гистерезис, Вт/м3 или Вт/кг
P0,2/20 — удельные магнитные потери при максимальной магнитной индукции Bm =
= 0,2 Тл и частоте f = 20 кГц, Вт/м3 или Вт/кг
pм — вектор магнитного момента контура тока, А м2
pэ — вектор электрического момента диполя, Кл м
p — мгновенная мощность, Вт
p — давление, Н/м2
Q — теплота, Дж
Q — реактивная мощность, Вт
Q — добротность
q — электрический заряд, количество электричества, Кл
R — сопротивление проводника постоянному электрическому току, Ом
Rп — сопротивление магнитных потерь в параллельной эквивалентной схеме ин-
дуктивной катушки, Ом
R0 — сопротивление магнитных потерь в последовательной эквивалентной схеме
индуктивной катушки, Ом
r — радиус-вектор, м
r — сопротивление проводника переменному току, Ом
r — активное сопротивление, Ом
S — вектор площади, направленный нормально поверхности контура тока, м2
S — площадь поперечного сечения магнитопровода, м2
S — полная намагничивающая мощность, Вт
S — энтропия, Дж/К
Т — период, с
T — абсолютная температура, К
TС — температура Кюри, К или С
Tg — температура стеклования, К или С
Tx — температура кристаллизации, К или С
Тпл — температура плавления, К или С
t — время, с
Условные обозначения 13
U — действующее напряжение, В
U — комплексное напряжение, В
U — внутренняя энергия, Дж
V — объем, м3
Wм — магнитная энергия, Дж
wм — плотность магнитной энергии, Дж/м3
w — число витков обмотки
x — реактивное сопротивление, Ом
xs — индуктивное сопротивление рассеяния, Ом
Z — комплексное сопротивление, Ом
Zм — комплексное магнитное сопротивление, Гн-1
z — модуль комплексного сопротивления, Ом
— угол потерь, рад
— плотность, кг/м3
— упругая деформация, относительное удлинение
0 — электрическая постоянная, равная 0 = 8,854 10-12 Ф/м
— удельная электрическая проводимость, А/В м
— магнитострикция, относительное удлинение
s — магнитострикция насыщения
100 — константа магнитострикции в направлении кристаллографической оси [100]
— относительная магнитная проницаемость, модуль комплексной относительной
магнитной проницаемости
1 — действительная (индуктивная) часть комплексной относительной магнитной
проницаемости
2 — мнимая (активная) часть комплексной относительной магнитной проницаемости
max — максимальная относительная магнитная проницаемость
a — абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м
н — начальная относительная магнитная проницаемость
0 — магнитная постоянная, равная 4 10-7 Гн/м
0,08 — относительная магнитная проницаемость при напряженности магнитного поля
0,08 А/м
— комплексная относительная магнитная проницаемость
— кинематическая вязкость, м2/с
— удельное электрическое сопротивление, Ом м
— объемная плотность электрических зарядов, Кл/м3
м — объемная плотность магнитных зарядов, А/м2
— механическое напряжение, Н/м2
в — предел прочности при растяжении (временное сопротивление), Па
м — поверхностная плотность магнитных зарядов, А/м
— постоянная времени электрической цепи, с
и — длительность импульса, с
— магнитный поток, Вб
s — магнитный поток рассеяния, Вб
0 — действующее значение основного магнитного потока, Вб
— электрический потенциал, В
— магнитная восприимчивость среды
— потокосцепление, Вб
— угловая частота, Гц
14 Условные обозначения
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
A — магнитный векторный потенциал, Тл м
А — работа, Дж
А — постоянная обменного взаимодействия, Дж/м
АL — коэффициент индуктивности, Гн
В — вектор магнитной индукции, Тл
В — магнитная индукция, Тл
Bm — максимальная магнитная индукция по динамической петле гистерезиса, Тл
Br — остаточная магнитная индукция по предельной петле гистерезиса, Тл
B800 — магнитная индукция при напряженности магнитного поля Нmax = 800 А/м, Тл
Bs — магнитная индукция насыщения, Тл
B — комплексная действующая магнитная индукция, Тл
С — электрическая емкость конденсатора, Ф
с — скорость распространения электромагнитной волны в вакууме, равная 3 108 м/с
D — вектор электрической индукции, Кл/м2
D — электрическая индукция, Кл/м2
Е — вектор напряженности электрического поля, В/м
Е — напряженность электрического поля, В/м
Е — действующее значение электродвижущей силы, В
Е — модуль Юнга, Па
EМ — модуль Юнга при постоянной намагниченности, Па
F — магнитодвижущая сила, А
F — свободная энергия, Дж
f — частота, Гц
G — модуль сдвига, Па
Н — вектор напряженности магнитного поля, А/м
Не — вектор напряженности внешнего магнитного поля, А/м
Нi — вектор напряженности внутреннего магнитного поля, А/м
Н — напряженность магнитного поля, А/м
Н — энтальпия, Дж
НА — напряженность магнитного поля анизотропии, А/м
Нс — коэрцитивная сила, А/м
Hm — максимальная напряженность магнитного поля по динамической петле гисте-
резиса, А/м
H
— комплексная действующая напряженность магнитного поля, А/м
HV — число твердости по Виккерсу
h — толщина пластины, м
— постоянная Планка, h = 2 = 6,626·10-34 Дж·с
I —постоянный электрический ток, А
I — действующее значение переменного тока, А
Im — максимальное значение синусоидального тока, А
I — комплексный действующий ток, А
i —мгновенный электрический ток, А
J — вектор плотности электрического тока проводимости, А/м2
J — плотность электрического тока, А/м2
K — константа магнитной анизотропии, Дж/м3
Кп — коэффициент прямоугольности предельной петли магнитного гистерезиса
K1 — первая константа магнитной анизотропии в кристаллическом ферромагнетике,
Дж/м3
L — индуктивность (коэффициент самоиндукции), Гн
Ls — индуктивность рассеяния, Гн
lвит — длина одного витка обмотки, м
lср — средняя длина магнитной силовой линии, м
M — вектор намагниченности, А/м
M — намагниченность, А/м
M — взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции), Гн
Ms — намагниченность насыщения, А/м
Ms0 — намагниченность насыщения при температуре Т = 0 К, А/м
m — магнитный заряд, Вб
m — масса, кг
N — коэффициент размагничивания
n — единичный вектор нормальный поверхности
n — отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной об-
мотки
P — вектор электрической поляризации, Кл/м2
P — активная мощность электрической цепи, Вт
Pс — классические удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pa — удельные магнитные потери, Вт/м3 или Вт/кг
Pв — удельные магнитные потери на вихревые токи, Вт/м3 или Вт/кг
Pг — удельные магнитные потери на гистерезис, Вт/м3 или Вт/кг
P0,2/20 — удельные магнитные потери при максимальной магнитной индукции Bm =
= 0,2 Тл и частоте f = 20 кГц, Вт/м3 или Вт/кг
pм — вектор магнитного момента контура тока, А м2
pэ — вектор электрического момента диполя, Кл м
p — мгновенная мощность, Вт
p — давление, Н/м2
Q — теплота, Дж
Q — реактивная мощность, Вт
Q — добротность
q — электрический заряд, количество электричества, Кл
R — сопротивление проводника постоянному электрическому току, Ом
Rп — сопротивление магнитных потерь в параллельной эквивалентной схеме ин-
дуктивной катушки, Ом
R0 — сопротивление магнитных потерь в последовательной эквивалентной схеме
индуктивной катушки, Ом
r — радиус-вектор, м
r — сопротивление проводника переменному току, Ом
r — активное сопротивление, Ом
S — вектор площади, направленный нормально поверхности контура тока, м2
S — площадь поперечного сечения магнитопровода, м2
S — полная намагничивающая мощность, Вт
S — энтропия, Дж/К
Т — период, с
T — абсолютная температура, К
TС — температура Кюри, К или С
Tg — температура стеклования, К или С
Tx — температура кристаллизации, К или С
Тпл — температура плавления, К или С
t — время, с
Условные обозначения 13
U — действующее напряжение, В
U — комплексное напряжение, В
U — внутренняя энергия, Дж
V — объем, м3
Wм — магнитная энергия, Дж
wм — плотность магнитной энергии, Дж/м3
w — число витков обмотки
x — реактивное сопротивление, Ом
xs — индуктивное сопротивление рассеяния, Ом
Z — комплексное сопротивление, Ом
Zм — комплексное магнитное сопротивление, Гн-1
z — модуль комплексного сопротивления, Ом
— угол потерь, рад
— плотность, кг/м3
— упругая деформация, относительное удлинение
0 — электрическая постоянная, равная 0 = 8,854 10-12 Ф/м
— удельная электрическая проводимость, А/В м
— магнитострикция, относительное удлинение
s — магнитострикция насыщения
100 — константа магнитострикции в направлении кристаллографической оси [100]
— относительная магнитная проницаемость, модуль комплексной относительной
магнитной проницаемости
1 — действительная (индуктивная) часть комплексной относительной магнитной
проницаемости
2 — мнимая (активная) часть комплексной относительной магнитной проницаемости
max — максимальная относительная магнитная проницаемость
a — абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м
н — начальная относительная магнитная проницаемость
0 — магнитная постоянная, равная 4 10-7 Гн/м
0,08 — относительная магнитная проницаемость при напряженности магнитного поля
0,08 А/м
— комплексная относительная магнитная проницаемость
— кинематическая вязкость, м2/с
— удельное электрическое сопротивление, Ом м
— объемная плотность электрических зарядов, Кл/м3
м — объемная плотность магнитных зарядов, А/м2
— механическое напряжение, Н/м2
в — предел прочности при растяжении (временное сопротивление), Па
м — поверхностная плотность магнитных зарядов, А/м
— постоянная времени электрической цепи, с
и — длительность импульса, с
— магнитный поток, Вб
s — магнитный поток рассеяния, Вб
0 — действующее значение основного магнитного потока, Вб
— электрический потенциал, В
— магнитная восприимчивость среды
— потокосцепление, Вб
— угловая частота, Гц
14 Условные обозначения
А
АБСОЛЮіТНАЯ ВЕЛИЧИНАі действи-
тельного числа a [лат. absolutus] — неотри-
цательное число, обозначаемое |a|. Если
a 0, то |a| = a, а если a < 0, то |a| = —a.
А.в. (модуль) комплексного числа z
x jy, где x и y — действительные числа,
представляет число, равное z x2 y2.
Функцию А.в. впервые использовал Лейб-
ниц под названием «модуль». Знак | z | для
обозначения абсолютного значения ввел
Вейерштрасс (1841), а с 1856 г. он же стал
использовать термин «А.в.».
АБСОЛЮіТНАЯ МАГНИіТНАЯ ПРОНИ-
ЦАіЕМОСТЬ — физическая величина,
связывающая векторы магнитной индук-
ции B и напряженности магнитного по-
ля H. Магнитная индукция и напряжен-
ность магнитного поля связаны в системе
СИ материальным уравнением B = 0H,
где величина a = 0 представляет А.м.
Термин «А.м.» используется в системе
СИ. Единица измерения А.м. — генри на
метр (Гн/м).
АБСОЛЮіТНАЯ ТЕМПЕРАТУіРА — тем-
пература Т, отсчитываемая от абсолютно-
го нуля по термодинамической темпера-
турной шкале (шкале Кельвина). Числен-
ное значение А.т. связано с температурой
по шкале Цельсия (t C) соотношением t =
= T — 273,15K, причем 1К = 1 C. Поня-
тие «А.т.» ввел У. Томсон (Кельвин).
Единица измерения А.т. в системе СИ —
кельвин (К)
АБСОЛЮіТНЫЙ НУіЛЬ температуры —
начало отсчета температуры по термоди-
намической температурной шкале. А.н.
расположен на 273,16 C ниже температу-
ры тройной точки воды, для которой
принято значение 0,01 C. А.н. принципи-
ально не достижим (третье начало термо-
динамики). Точные численные значения
тройной точки воды и положение А.н.
были зафиксированы в 1954 г.
АБСЦИіССА [лат. abscissus отрезанный,
отделенный от absindere отсекать, отре-
зать] — одна из декартовых координат
точки, обычно вдоль горизонтальной оси
x. Термин берет свое начало в латинских
переводах трудов древних авторов с гре-
ческого языка. В современном понима-
нии его впервые использовал Лейбниц
(1675).
АВТОТРАНСФОРМАіТОР [гр. autos сам
и трансформатор] — электрический
трансформатор, у которого обмоткой
низкого напряжения служит часть обмот-
ки высокого напряжения, т. е. обмотки А.
электрически связаны между собой.
Вследствие этого мощность из первичной
обмотки передается во вторичную обмот-
ку посредством как магнитной, так и
электрической связи. Снижение массы
активных материалов в А. приводит к
уменьшению электрических и магнитных
потерь и, как следствие, к увеличению
коэффициента полезного действия. Недо-
статком А. является повышенное требова-
ние к изоляции обмоток и большой ток
короткого замыкания. А. применяется в
пусковых устройствах мощных электро-
двигателей переменного тока для плавно-
го регулирования напряжения при поль-
зовании бытовыми приборами. Лабора-
торный регулируемый автотрансформатор
(ЛАТР) в отличие от простого А. имеет
подвижный токосъемный контакт к об-
мотке, что позволяет плавно изменять
число витков вторичной обмотки, а сле-
довательно, выходное напряжение. Пер-
вый А. создал У. Стэнли (1885).
АГРЕГАіТНОЕ СОСТОЯіНИЕ вещества
[лат. aggrego присоединяю] — состояние
одного и того же вещества в различных
интервалах температуры и давления. Тра-
диционно А.с. являются газообразное,
жидкое и твердое состояние, переходы
между которыми сопровождаются скачко-
образным изменением свободной энер-
гии, энтропии, плотности и других физи-
ческих характеристик вещества. С увели-
чением температуры газа при постоянном
давлении он переходит в состояние иони-
Агрегатное состояние 15
зированной плазмы, которое также счи-
тают А.с. Понятие «А.с.» не имеет точно-
го определения, более точным является
термин «термодинамическая фаза».
АДГЕіЗИЯ [лат. adhaesio прилипание] —
возникновение связи между поверхност-
ными слоями двух разнородных (твердых
или жидких) тел, приведенных в сопри-
косновение. А. является результатом меж-
молекулярного взаимодействия. Частный
случай А. — когезия, которая является
результатом взаимодействия одинаковых
соприкасающихся тел. Предельный слу-
чай А. — хемосорбция, которая представ-
ляет химическое взаимодействие на по-
верхности с образованием слоя химиче-
ского соединения. В процессе А. умень-
шается свободная поверхностная энергия
тела. А. измеряется работой отрыва на
единицу площади контакта поверхностей.
Для твердого тела и жидкости, находя-
щихся в газовой среде, работа А. равна
Aa òã æã òæ (уравнение Дюпре,
1869), где индексы обозначают соответст-
вующие границы раздела твердой, жид-
кой и газообразной сред. Используя усло-
вие равновесия òã òæ æã cos , где
— равновесный краевой угол, измеряе-
мый внутри жидкости, работу А. можно
представить в виде Aa æã (1 cos ). При
полном смачивании 0 работа А. равна
работе когезии жидкости Aa æã 2 .
Лит.: Адам Н.К. Физика и химия поверхно-
сти. — М.; Л.: ГТТЛ, 1947. — 552 с.
АДИАБАіТНЫЙ ПРОЦЕіСС, адиабатиче-
ский процесс [гр. adiabatos непроходи-
мый] — термодинамический процесс, в
котором система не обменивается тепло-
той с окружающей средой (dQ = 0). Рав-
новесный А.п. является изоэнтропным
(dS = 0). Термин «А.п.» предложил Ран-
кин в средине 19 в.
АККОМОДАіЦИЯ [лат. accomodatio при-
способление] — приспособление к че-
му-либо, приспособление к действию
медленно нарастающего по силе раз-
дражителя. Термин «А.» предложил
Штрайнц (1880) для явления изменения
механических свойств после циклических
нагрузок.
АКСИАіЛЬНЫЙ [лат. axis ось] — осевой.
АКТИіВНАЯ МОіЩНОСТЬ двухполюсни-
ка [лат. activus] — среднее арифметическое
значение мгновенной мощности за период
P
T
uidt UI
T
t dt
T T
1 2
0 0
[cos cos ( )]
UIcos rI 2 для синусоидального на-
пряжения u Umsin( t ) и тока
i Imsin t. Следовательно, средняя мощ-
ность за период синусоидального тока ха-
рактеризует необратимое преобразование
электрической энергии в теплоту. При
этом полная мощность синусоидального
токаS UI I2z I2 r2 x2 P2 Q2,
где Q — реактивная мощность, z — модуль
комплексного сопротивления, r — актив-
ное сопротивление, x — реактивное со-
противление. Мгновенная А.м. двух-
полюсника является синусоидальной
функцией времени pr P(1 cos2 t)
rI 2(1 cos2 t). Для несинусоидального
периодического напряжения и тока сред-
нее арифметическое мгновенной мощно-
сти равно сумме средних значений мгно-
венных мощностей отдельных гармоник
P UIk k
k
k
0
cos . Из закона сохранения
энергии следует, что в электрической цепи
сумма А.м. отдельных элементов цепи рав-
на общей А.м. данной электрической
цепи. Единица измерения А.м. в системе
СИ — ватт (Вт).
АКТИіВНАЯ ОТНОСИіТЕЛЬНАЯ МАГ-
НИіТНАЯ ПРОНИЦАіЕМОСТЬ — безраз-
мерная физическая величина, равная
2
0
B
H
m
m
sin и представляющая мни-
мую часть комплексной магнитной про-
ницаемости
B
H
j B
H
m
m
m
0 0 m
cos sin
1 j 2. А.о. называют иногда вязкой
или консумптивной, поскольку она свя-
зана с удельными магнитными потерями
соотношениемPa Hm f
0 2 2 .
АКТИіВНОЕ ЭЛЕКТРИіЧЕСКОЕ СО-
ПРОТИВЛЕіНИЕ — скалярная вели-
чина R, равная отношению активной
мощности P, поглощаемой участком пас-
16 Адгезия
сивной электрической цепи, к квадрату
действующего значения электрического
тока I, протекающего через этот участок
R = P/I2. А.э. совпадает с электрическим
сопротивлением постоянному току, кото-
рое равно отношению постоянного на-
пряжения U на участке пассивной элект-
рической цепи к постоянному току I на
этом участке R =U/I. Единица измерения
А.э. в системе СИ — ом (Ом).
АКУіСТИКА [гр. akustikos слуховой] —
раздел физики, изучающий упругие вол-
ны в диапазоне частот до 1013 Гц: инф-
развук ниже 16 Гц, звук от 16 Гц до
20 кГц, ультразвук выше 20 кГц и гипер-
звук в интервале 109—1013 Гц. В узком
смысле А. — учение о звуке.
АКУСТОМАГНИіТНАЯ СИСТЕіМА ЗА-
ЩИіТЫ ОТ КРАЖ — система защиты то-
вара, состоящая из антикражных ворот и
магнитной бирки, которая наносится на
товар. В двух стойках ворот установлены
антенна, которая излучает переменное
магнитное поле частотой 58 кГц, и
приемник. Бирка представляет собой
пластиковую коробочку высотой 1 мм, в
которой находятся две магнитные поло-
ски длиной 40 мм. Одна из полосок, сво-
бодно размещенная в коробочке, изготов-
лена из аморфного магнитомягкого мате-
риала с высокой магнитострикцией насы-
щения, а другая, закрепленная на дне
коробочки, – из полутвердого магнитно-
го материала. Бирка приобретает активи-
рованное состояние после намагничива-
ния полутвердой полоски постоянным
магнитным полем. В дальнейшем эта по-
лоска является источником собственного
постоянного подмагничивающего поля H,
под действием которого магнитострикци-
онная полоска намагничивается, приоб-
ретая модуль упругости, соответствующий
резонансной частот 58 кГц. Резонансную
частоту можно вычислить из формулы
f
l
E
r
1 H
2
, где l — длина полоски, —
плотность материала, EH — модуль упру-
гости материала при напряженности маг-
нитного поля Н. Антенна излучает пере-
менное магнитное поле короткими им-
пульсами. Активированная магнитост-
рикционная полоска под действием пере-
менного магнитного поля вибрирует с ре-
зонансной частотой. После прекращения
действия импульса механические колеба-
ния, постепенно затухая, продолжаются
еще некоторое время. Эти колебания вы-
зывают изменение магнитной индукции в
материале и электродвижущую силу в
приемнике в промежутках между импуль-
сами, способствуя определению активи-
рованного состояния бирки. Дезактива-
ция бирки, производимая размагничива-
нием полутвердой магнитной полоски,
вызывает рост модуля упругости и, следо-
вательно, смещение резонансной частоты
магнитострикционной полоски. Преиму-
щество А.с. состоит в высокой вероятно-
сти обнаружения, возможности защиты
фольгированных товаров, а недостатком
является выпуклая бирка и относительно
высокая стоимость системы.
Лит.: Herzer G. Der groЯe Lauschangriff auf
Ladendiebe// Physikalische Blдtter, 2001, Bd.57,
№ 5, S. 43—48.
АКЦЕіПТОР [лат. acceptor принимаю-
щий] — примесный атом, или какой-ли-
бо другой дефект кристаллической ре-
шетки полупроводника, захватывающий
электрон и обусловливающий дырочную
проводимость полупроводника.
АЛЛОТРОПИіЯ [гр. allos другой, иной и
tropos поворот, свойство] — существова-
ние одного и того же химического эле-
мента в виде двух или нескольких про-
стых веществ (аллотропических модифи-
каций), различных по строению и свойст-
вам, например, углерод существует в виде
угля, графита и алмаза. А. вызывается
либо образованием различных кристалли-
ческих форм, тогда А. является частным
случаем полиморфизма, либо различным
числом атомов химического элемента в
молекуле простого вещества.
АЛПЕіРМ [Alperm от анл. aluminum алю-
миний и permeability проницаемость] —
название магнитомягкого сплава с высо-
кой магнитной проницаемостью Fe-16Al.
После закалки с 600 С А. имеет сле-
дующие магнитные свойства: н = 3100,
Алперм 17
max = 55000, Hc = 3 А/м. В промышлен-
ных масштабах сплав не выпускается.
Сплав А. разработали Х. Масумото и
Сайто (1942).
Лит.: Бозорт Р. Ферромагнетизм. – М.:
ИИЛ, 1956. – 784 с.
АЛФЕНОіЛ [Alfenol от лат. aluminum и
ferrum и англ. сокращ. NOL (Naval Ordance
Laboratory)] — название магнито-
мягкого сплава с высокой магнитной
проницаемостью Fe-16Al. В промышлен-
ных масштабах сплав не выпускается.
Технологию производства А. разработал
Нахман (1954).
Лит.: Хек К. Магнитные материалы и их
техническое применение. – М.: Энергия,
1973. — 304 с. Nachman J.F., Buehler W.J.
16 percent aluminum-iron alloy cold rolled in the
order-disorder temperature range.– J. Appl. Phys.,
1954, v. 25, № 3, p. 307—313.
АЛФЕіР [Alfer от лат. aluminium и ferrum] —
название магнитострикционного высоко-
прочного коррозионно-стойкого сплава
Fe-13Al. В промышленных масштабах
сплав не выпускается. В период Второй
мировой войны в Японии при отсутствии
никеля А. использовали в качестве мате-
риала для изготовления магнитострикци-
онных вибраторов. Сплав А. разработали
и предложили название Хонда, Х. Масу-
мото, Ширакава и Кобаяши (1949).
АЛЬСИФЕіР, алсифер [лат. aluminum, silicium,
ferrum] — магнитомягкий сплав
Fe-9,6Si-5,4Al с высокой магнитной про-
ницаемостью, обладающий высокой твер-
достью и сопротивлением к истиранию.
За рубежом сплав известен под названием
«сендаст». Для промышленности разрабо-
тан сплав 10СЮ-ВИ, который изготавли-
вается в виде литой полосы толщиной 8—
15 мм. Сплав изготавливается также ме-
тодами порошковой металлургии в виде
прутка диаметром 15—80 мм или методом
сверхбыстрой закалки расплава. Сплав
Fe-9,6Si-5,4Al первыми разработали
Х. Масумото и Т. Ямамото (1932). Назва-
ние «А.» сначала предложили Меськин,
Марголин, Шольц и Рабкин для прессо-
ванной массы из сплава Fe-9,6Si-5, 4Al
(1941), а затем этот термин закрепился за
самим сплавом.
Лит.: Займовский А.С., Чудновская Л.А. Маг-
нитные материалы. – М.; Л.: ГЭИ, 1957. – 224 с.
АЛЬТЕРНА і ТОР [лат. alternus поперемен-
ный] — генератор переменного тока.
В настоящее время термин «А.» использу-
ется только за рубежом.
АіЛЬФА-ЖЕЛЕіЗО [гр. alpha первая буква
греческого алфавита] — состояние железа
при температуре от абсолютного нуля до
769 С (точка Кюри) с объемно-центриро-
ванной кубической решеткой и ферро-
магнитными свойствами. В температур-
ном интервале 769—917°C существует бе-
та-железо с парамагнитными свойствами,
которое также имеет объемно-центриро-
ванную кубическую решетку, но характе-
ризуется другими параметрами. В темпе-
ратурном интервале 917—1394°C сущест-
вует гамма-железо с гранецентрирован-
ной кубической решеткой. Выше 1394°C
устойчивой фазой является дельта-железо
с объемно-центрированной кубической
решеткой.
АМОБИіДC [Amobeads от англ. amorphous
аморфный и bead бусина] — зарегист-
рированный товарный знак (США, 1987)
корпорации «Тошиба» на элементы, по-
давляющие выбросы тока в электриче-
ской цепи. Под маркой «А.» выпускают-
ся одновитковые насыщающиеся реакто-
ры, изготовленные из аморфного сплава
на основе кобальта с прямоугольной
петлей магнитного гистерезиса, которые
нанизываются на провод вблизи полу-
проводникового переключающего при-
бора (диода, транзистора, тиристора) для
уменьшения выбросов тока в момент пе-
реключения.
АМОРФИЗАіТОР [гр. amorphous бесфор-
менный] — металлоид, повышающий
стеклообразующую способность металли-
ческих сплавов. В качестве А. в аморф-
ных сплавах металл-металлоид главным
образом применяют Si, B, C, P. Наиболь-
ший практический интерес представляет
пара кремний и бор, которая использует-
ся в большинстве современных промыш-
ленных аморфных металлических спла-
вах. Роль А. сводится в первую очередь к
18 Алфенол
снижению температуры плавления спла-
ва, причем его содержание подбирают
близким к эвтектическому составу. Неко-
торые легирующие элементы также повы-
шают стеклообразующую способность
аморфных сплавов, однако их не относят
к группе А.
АМОРФИЗАіЦИЯ — процесс перехода
вещества из жидкого состояния в твердое
состояние с формированием в твердом
теле аморфной структуры.
АМОіРФНАЯ СТРУКТУіРА твердого тела —
структура твердого тела, в которой име-
ется ближний атомный порядок, но от-
сутствует дальний атомный порядок, при
этом расположение атомов в первых трех
координационных сферах нельзя описать
какой-либо кристаллографической сис-
темой. При описании А.с. исходят из
модели случайной упаковки жестких
сфер, которую первоначально предложил
Бернал (1960) для однокомпонентной
жидкости. Структура в этой модели
определяется путем минимизации объе-
ма тела (максимальной плотности). При
случайной упаковке жестких сфер воз-
можно только пять типов координаци-
онных многогранников (канонические
многогранники Бернала). Для описания
А.с. двухкомпонентных систем использу-
ют стереохимический подход (Гаскелл,
1979), при котором координационные
ячейки (нанокластеры) имеют симмет-
рию, аналогичную кристаллической фазе
этой же бинарной системы. Предполага-
ется, что эти нанокластеры существова-
ли уже в исходном расплаве и были уна-
следованы в процессе быстрого охлажде-
ния.
АМОіРФНОЕ СОСТОЯіНИЕ — твердое
некристаллическое состояние вещества,
которое характеризуется изотропией
свойств и плавлением в некотором тем-
пературном интервале, т. е. отсутствием
точки плавления. При повышении темпе-
ратуры аморфное вещество размягчается
и постепенно переходит в жидкое состоя-
ние. В А.с. отсутствует дальний порядок в
расположении атомов, поэтому без внеш-
них воздействий макроскопические свой-
ства тела являются изотропными. Однако
ближний порядок в А.с. сохраняется.
Ближний порядок характерен и для жид-
костей, но в жидкости происходит посто-
янный интенсивный обмен местами меж-
ду соседними частицами, затрудняющий-
ся по мере увеличения вязкости. Поэтому
твердое тело в А.с. принято рассматри-
вать как переохлажденную жидкость с
очень высоким коэффициентом вязкости.
Все твердые тела в А.с. метастабильны, их
устойчивым состоянием является жидкое.
Твердое тело в А.с. имеет больший объем
и энтропию по сравнению с кристалличе-
ским состоянием. Экспериментально А.с.
веществ устанавливают по отсутствию ха-
рактерных для кристаллов дифракцион-
ных максимумов на рентгено-, нейтроно-
и элекрограммах. В А.с. находятся сили-
катные стекла, получаемые из переохлаж-
денной жидкости, поэтому А.с. часто на-
зывают стеклообразным.
АМОіРФНЫЕ МАГНИТОМЯіГКИЕ МА-
ТЕРИАіЛЫ — магнитомягкие материалы,
которые имеют аморфную структуру хотя
бы на одном из этапов их изготовления.
Как правило, А.м. применяют после тер-
мической обработки, которая вызывает
структурную релаксацию, частичную или
полную кристаллизацию. Поскольку на-
нокристаллические магнитомягкие мате-
риалы чаще всего получают из аморфного
прекурсора, то их также можно отнести к
группе А.м. Одна из причин высоких маг-
нитных свойств А.м. — отсутствие макро-
скопической кристаллографической ани-
зотропии. Наиболее распространенные
А.м. изготавливают на основе переходных
металлов Fe, Co, Ni. Металлоиды, кото-
рые способствуют аморфизации металли-
ческих сплавов, выбирают из группы B,
Si, C, P, Ge. В настоящее время предпоч-
тение отдается паре бор и кремний, кото-
рая обеспечивает повышенную термиче-
скую стабильность сплава. Легирующие
элементы Cr, Mo, Mn вводят с целью по-
вышения магнитной индукции или сни-
жения магнитных потерь, повышения
температуры кристаллизации и жаростой-
кости сплава. Первый А.м. Fe80P13C7 по-
лучен Дувезом и Лином (1967). Симпсон
Аморфные магнитомягкие материалы 19
и Брамли (1971) первыми высказали
предположение, что А.м. будут иметь
низкую коэрцитивную силу, поскольку в
них отсутствует кристаллографическая
анизотропия. Люборский, Дж. Беккер и
Маккари (1975) первыми продемонстри-
ровали, что для получения низкой коэр-
цитивной силы необходимо проводить
отжиг А.м., который обеспечивает снятие
внутренних напряжений после сверхбы-
строй закалки расплава. Первый А.м.
предназначенный для промышленного
производства Fe40Ni40P14B6, выпущен под
торговой маркой Метглас 2826 («Аллайд
Кэмикэл», 1973).
АМОіРФНЫЕ МЕТАЛЛИіЧЕСКИЕ СПЛАі-
ВЫ, аморфные металлы — твердые не-
кристаллические металлы и их сплавы.
Отличительной чертой А.м. является от-
сутствие дальнего порядка, т. е. перио-
дичности в расположении атомов: диф-
ракционная картина содержит лишь се-
рию широких максимумов в отличие от
резких линий кристаллов. В отличие от
металлических стекол А.м. можно полу-
чить не только из жидкой фазы, но и с
помощью других методов, например, рас-
пылением. Бреннер, Кауч, Уильямс пер-
выми зафиксировали металлический
сплав в аморфном состоянии — электро-
литически осажденный Ni-P(1950). Кле-
мент, Уилленс, Дувез (1960) получили
первый А.м. из расплава Au-Si. Чен и
Полк (1972) запатентовали первый А.м. с
общей формулой MaYbZc, имеющий по
крайней мере 50 % аморфной фазы, где
M — металл или комбинация металлов из
группы Fe, Ni, Cr, Co, V; Y — металлоид
или комбинация металлоидов из группы
P, C, B; Z — элемент или комбинация
элементов из группы Al, Si, Sn, Sb, Ge,
In, Be, при этом a = 60—90, b = 10—30,
c = 0,1—15 ат%.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ — сплавы, нахо-
дящиеся в аморфном (стеклообразном)
состоянии. Особую группу А.с. составля-
ют аморфные металлические сплавы,
основным элементом которых является
металл.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ АМАіГ — аморф-
ные сплавы, производимые НИИ матери-
алов электронной техники (г. Калуга).
В табл. А1 представлены типичные свой-
ства А.с. после термической обработки
кольцевых магнитопроводов в попереч-
ном магнитном поле. Номинальная тол-
щина ленты 18—25 мкм.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ АМЕіТ — аморф-
ные сплавы, производимые Ашин-
ским металлургическим заводом (г. Аша).
В табл. А2 представлены типичные свой-
ства А.с. после термической обработки
кольцевых магнитопроводов (В — без
магнитного поля, П — в продольном маг-
нитном поле, Т — в поперечном магнит-
ном поле). Температура кристаллизации
А.с. 520—540 С. Номинальная толщина
ленты 25 мкм. А.с. 2НСР, 9КСР разрабо-
таны ЦНИИчермет в 1982 г., сплавы
82К3ХСР, 84КХСР, 86КГСР — в 1988 г.
А.с. 30КСР и нанокристаллический сплав
5БДСР разработаны совместно сотрудни-
ками ЦНИИчермет и Ашинского метал-
лургического завода в 1986 и 1992 гг., со-
ответственно.
20 Аморфные металлические сплавы
Таблица А1. Типичные физические свойства аморфных сплавов амаг после термической обра-
ботки
Марка Bs, Тл Hc, А/м н 10 кГц Br/Bs P0,2/100, Вт/кг s 10-6 TC, C Tx, C Плотность, кг/м3
170
171
172
179
180
183
186
200*
0,55
0,58
0,60
0,66
0,68
0,75
0,90
1,2
0,16
0,24
0,24
0,24
0,24
1,2
2
1,2
100000
80000
70000
50000
35000
10000
2200
30000
0,20
0,15
0,1
0,05
0,05
0,05
0,03
0,1
20–25
20–25
20–25
20–30
20–30
30–40
45–55
30–40
+0,1
-0,1
-0,1
+0,2
+0,1
+1
+0,05
+2
200
225
235
265
275
350
430
570
530
525
520
510
505
525
470
530
7700
7700
7700
7700
7700
7700
7700
7300
* C нанокристаллической структурой.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ГАММАМЕіТ —
аморфные сплавы, производимые НПП
«Гаммамет» (г. Екатеринбург). В табл. А3
представлены типичные свойства А.с. по-
сле термической обработки кольцевых
магнитопроводов (А — в продольном маг-
нитном поле, В — в поперечном магнит-
ном поле). Температура кристаллизации
А.с. 520—540 С, номинальная толщина
ленты 25 мкм. А.с. запатентованы в Рос-
сии (1991 — 2000 гг.).
Лит.: Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Маг-
нитные свойства аморфных и нанокристалличе-
ских сплавов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та,
2002. 384 с.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ЖЕЛЕіЗО-БОР-
КРЕіМНИЙ (УГЛЕРОіД) — аморфные
сплавы на основе железа, имеющие высо-
кую магнитную индукцию насыщения и
температуру кристаллизации. Бор и крем-
ний (углерод) обеспечивают получение
аморфной структуры в быстрозакаленной
ленте. Увеличение содержания кремния
Аморфные сплавы железо-бор-кремний (углерод) 21
Таблица А2. Типичные физические свойства аморфных сплавов амет после термической обра-
ботки
Марка
сплава
Химический
состав
Тип магни-
топровода
Bs,
Тл
Hc,
А/м
н
1 кГц
Br/Bs
P0,2/20,
Вт/кг
s 10-6 TC,
C
82К3ХСР Co67Fe3Cr3Si15B12 82В 0,42 0,2 150000 0,7 2 0 180
84КХСР Co68Fe4Cr4Si13B11
84ХВ
84ХП
84ХТ
0,58
0,7
0,8
0,5
50000
–
50000
0,7
>0,9
<0,1
2
3
1
0,1 250
86КГСР Co73,5(Fe0,5Mn0,5)6,5Si5B15 86Т 1,0 0,7 3000 0,02 2 0,05 560
30КСР Fe56Co25Si5B14
30П
30Т
1,48
5
4
1200 0,9
0,1
20
6
30 450
2НСР Fe77Ni1Si9B13
2П
2Т
1,5
5
4
– 0,88
0,1
24
6
25 420
9КСР Fe72Co8Si5B15
9П
9Т
1,6
6
8
– >0,9
<0,2
20
–
27 460
5БДСР Fe-Cu-Nb-Si-B
5В
5П
5Т
1,25
0,7
1,5
0,7
80000
–
50000
0,6
>0,9
<0,1
3
8
1,5
1 –
* C нанокристаллической структурой.
Таблица А3. Типичные физические свойства аморфных сплавов гаммамет после термической об-
работки
Тип магни-
топровода
B800,
Тл
0,08 max
Kп800
( Kп10)
Hc,
А/м
P0,2/20,
Вт/кг
s 10-6 ТC,
С
Плотность,
кг/м3
ГМ 501 0,43 150000 600000 0,6 0,15 3,6 <0,2 150 7700
ГМ 503А
ГМ 503В
0,58
5000
40000
1500000
50000
0,92
0,03
0,2
0,25
8,5
2,6
<0,2 260 7700
ГМ 515А
ГМ 515В
0,95
150
1500
250000
1550
0,9
<0,01
1,5
60
12
<0,2 500 7900
ГМ 440А
ГМ 440В
1,5
1000
8000
200000
20000
0,9
0,06
4
30
8
25 420 7300
способствует росту температуры кристал-
лизации и снижению коэрцитивной
силы. В А.с. можно получить максималь-
ную магнитную индукцию насыщения Bs
около 1,7 Тл (рис. А1). Тройные диаграм-
мы А.с. практически одинаковы для спла-
вов Fe-B-Si и Fe-B-C. Первый тройной
сплав Fe-B-Si разработали в компании
«Дженерал Электрик» (Люборски и Уол-
тер, 1978). Именно эта система в даль-
нейшем использовалась для разработки
А.с. на основе железа с небольшими из-
менениями химического состава. А.с. из-
готавливаются в виде аморфной ленты
толщиной 15—30 мм. Первый промыш-
ленно освоенный А.с. Fe81B13,5Si3,5C2,
выпускаемый под торговой маркой Метг-
лас 2605SC, разработан в американской
компании «Аллайд Кэмикэл» (Декристо-
фаро, Фрейлих, Натасингх, 1979).
Лит.: Luborsky F.E., Becker J., Walter J.L.,
Liebermann H. Formation and magnetic properties
of Fe-B-Si amorphous alloys// IEEE Trans.
Magn., 1979, v. 15, № 4, p. 1146—1149. Luborsky
F.E., Walter J.L. Preparation and properties
of Fe-B-Si-C amorphous alloys// IEEE Trans.
Magn., 1980, v. 16, № 4, p. 572—574.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ЖЕЛЕіЗО-НИі-
КЕЛЬ-БОР-КРЕіМНИЙ — аморфные
сплавы на основе железа, в которых желе-
зо частично замещается никелем, что при-
водит к увеличению магнитной проницае-
мости, а также к снижению магнитных по-
терь и магнитострикции насыщения. По-
сле добавки никеля одновременно
снижается магнитная индукция насыще-
ния. А.с. занимают промежуточное поло-
жение между сплавами с высокой магнит-
ной индукцией насыщения и сплавами с
нулевой магнитострикцией, поэтому они
не получили широкого практического
применения. Известен сплав 10НСР, раз-
работанный в СССР (Институт прецизи-
онных сплавов ЦНИИчермет, 1984) для
промышленного производства. Сплав
10НСР после термической обработки в
поперечном магнитном поле имеет следу-
ющие типичные свойства: н = 4000, Kп <
< 0,1, Hc = 8 А/м, B800 = 1,35 Тл, s =
= 25 10-6, TC = 420 C, Tx = 520 C. Не-
большие добавки никеля улучшают техно-
логические свойства производимых в на-
стоящее время сплавов 2НСР и ГМ 440.
Лит.: Соснин В.В., Зимичев А.М., Зусман
А.И., Климова Ю.Ф. Продукция черной метал-
лургии. Каталог. Аморфные магнитно-мягкие
сплавы. – М.: ЦНИИчермет, 1987. – 39 с.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ ЖЕЛЕіЗО-ХРОМ-
БОР-КРЕіМНИЙ — жаростойкие аморф-
ные сплавы на основе железа, в которых
железо частично замещается хромом, что
приводит к увеличению магнитной прони-
цаемости, снижению коэрцитивной силы
и магнитных потерь (рис. А2). Улучшение
22 Аморфные сплавы железо-никель-бор-кремний
Рис. А1. Магнитная индукция насыщения Bs
в аморфном сплаве Fe-B-(Si+С)
Рис. А2. Зависимости удельной намагничен-
ности насыщения и коэрцитивной силы Hc
от содержания хрома в аморфном сплаве
(Fe1-xCrx)79(Si0,3B0,7)21
магнитных свойств связывают с формиро-
ванием на поверхности ленты оксидной
пленки, препятствующей внутреннему
окислению. Одновременно с увеличением
хрома снижается магнитная индукция на-
сыщения и температура Кюри. В промыш-
ленных масштабах производится сплав
Метглас 2605S3A (Fe77Cr3B15Si5) с магнит-
ной индукцией насыщения 1,41 Тл. Пер-
вый жаростойкий аморфный сплав на
основе железа с добавками хрома разрабо-
тали Ц. Масумото и Нака (1974).
Лит.: Inomata K., Hasegawa M., Shimanuki S.,
Haga M. Amorphous magnetic alloy// United States
Patent 4385932. Приор. 4.06.1981. Опубл.
31.05.1983.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ КОіБАЛЬТ-ЖЕ-
ЛЕіЗО-БОР-КРЕіМНИЙ — аморфные
сплавы на основе кобальта, имею-
щие близкую к нулю магнитострик-
цию насыщения. Чтобы обеспечить нуле-
вую магнитострикцию s = 0 в сплаве
(FexCo1-x)100-y(Si0,4B0,6)y, необходимо при
увеличении содержания металлоидов с 19
до 31 ат. % одновременно снижать содер-
жание железа с 7 до 5,5 ат. %. При увели-
чении содержания металлоидов также
снижается магнитная индукция насыще-
ния Bs, температура Кюри TC и коэрци-
тивная сила, и наоборот возрастает тем-
пература кристаллизации Tx и магнитная
проницаемость (рис. А3). Плотность А.с.
определяется из соотношения = 8870 —
40y. Для получения наибольшей магнит-
ной проницаемости предпочтительно,
чтобы отношение кремния к сумме крем-
ния и бора составляло 0,6. В настоящее
время к промышленным А.с., как прави-
ло, добавляется небольшое количество
легирующих элементов (Cr, Mo, Ni). А.с.
изготавливают в виде аморфной ленты
толщиной 15—30 мм. Первыми А.с.
(Amomet Fe5Co70Si10B15) разработали
М. Кикучи, Фуджимори, Оби, Ц. Масу-
мото (1975).
Лит.: Kohmoto O., Ohya K., Yamaguchi N., Fujishima
H., Ojima T. Magnetic properties of zero
magnetostrictive amorphous Fe-Co-Si-B alloys//
J. Appl. Phys., 1979, v. 50, № 7, p. 5054—5056.
Makino A., Inoue A., Masumoto T. Compositional
effect on soft magnetic properties of Сo-Fe-Si-B
amorphous alloys with zero magnetostriction//
Mater. Trans. JIM, 1990, v. 31, № 10, p. 884—
890.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ КОіБАЛЬТ-ЖЕ-
ЛЕіЗО-МАіРГАНЕЦ-БОР-КРЕіМНИЙ —
аморфные сплавы на основе кобальта,
имеющие близкую к нулю магнитострик-
цию насыщения и высокую магнитную
индукцию насыщения. Добавка марганца
и железа приводит к росту магнитной ин-
дукции насыщения, что позволяет полу-
чить А.с. с нулевой магнитострикцией и
магнитной индукцией насыщения Bs до
1,2 Тл (рис. А4). Увеличение содержания
бора и кремния закономерно снижает
температуру Кюри TC и магнитную ин-
дукцию насыщения Bs , а также увеличи-
вает температуру кристаллизации Tx так,
что в ряде сплавов она выше TC. В А.с.
формируется значительная магнитная
анизотропия, которая обеспечивает после
термической обработки в поперечном
магнитном поле высокую линейность
кривой намагничивания (промышленные
сплавы ГМ 515, 86КГСР Витровак 6150).
А.с. изготавливают в виде аморфной лен-
Аморфные сплавы кобальт-железо-марганец-бор-кремний 23
Рис. А3. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs, точки Кюри TC и температу-
ры кристаллизации Tx от содержания метал-
лоидов в аморфном сплаве (FexCo1-x)100-y
(Si0,4B0,6)y
ты толщиной 15—30 мм. Хилцингер (1979)
и независимо Сено, Сакакима, Ямагучи и
Хирота (1979) первыми разработали А.с.
на основе кобальта с нулевой магнито-
стрикцией.
Лит.: Hilzinger H.R., Kunz W. Magnetic properties
of amorphous alloys with low magnetostriction//
J. Magn. Magn. Mater., 1980, v. 15 —
18, p. 1357—1358. Herzer G. Amorphous and nanocrystalline
soft magnets// Magnetic hysteresis in
novel materials. Proc. NATO. Ser. E: Applied Sciences,
V. 338. Edited by G.C. Hadjipanayis. Dordrecht;
Boston; London: Kluwer Academic Publishers,
1997, p. 711—730.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ КОіБАЛЬТ-ЖЕ-
ЛЕіЗО-ХРОМ(МОЛИБДЕіН)-БОР-КРЕіМ-
НИЙ — аморфные сплавы на основе ко-
бальта, имеющие близкую к нулю магни-
тострикцию, которые отличаются высо-
кой жаростойкостью и коррозионной
стойкостью за счет образования на повер-
хности оксидной пленки. Это позволяет
получать высокие магнитные свойства
после термической обработки на воздухе.
Однако с повышением содержания хрома
(молибдена) снижается магнитная индук-
ция насыщения Bs и температура Кюри
TC (рис. А5). Добавки хрома и молибдена
оказывают примерно одинаковое влияние
на магнитные свойства А.с. В промыш-
ленных масштабах изготавливают сплавы,
имеющие высокую начальную магнитную
проницаемость (ГМ 501, 82К3ХСР), или
высокую прямоугольность (линейность)
петли магнитного гистерезиса (ГМ 503,
84КХСР, Витровак 6025). А.с. изготавли-
вают в виде аморфной ленты толщиной
15—30 мм.
Лит.: Ganesan K., Narayanasamy A., Ramasamy S.
Termomagnetic studies of (Co0,93Fe0,07)75-xCrxSi15B10
metglas// J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 1990, v. 1,
№ 3, p. 159—164. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я.
Магнитные свойства аморфных и нанокристалли-
ческих сплавов. — Екатеринбург: Изд-во Урал.
ун-та, 2002. — 384 с.
24 Аморфные сплавы кобальт-железо-хром(молибден)-бор-кремний
Рис. А4. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs, точки Кюри TC и температуры
кристаллизации Tx от содержания металлои-
дов в аморфном сплаве Co95-y(Fe,Mn)5(Si,B)y
Рис. А5. Зависимости магнитной индук-
ции насыщения Bs, и точки Кюри TC от
содержания хрома в аморфном сплаве
(Co0,95Fe0,07)75-xCrxSi15B10
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ НА ОСНОіВЕ
ЖЕЛЕіЗА — аморфные сплавы, имеющие
высокую магнитную индукцию насыще-
ния 1,4—1,7 Тл и магнитострикцию на-
сыщения (20—30) 10-6, которые изготав-
ливаются в виде аморфной ленты толщи-
ной 15—30 мм. Эти магнитные характе-
ристики А.с. взаимосвязаны, поскольку
магнитострикция насыщения пропорцио-
нальна квадрату намагниченности насы-
щения. При выборе аморфизаторов учи-
тывают их влияние на магнитную индук-
цию насыщения Bs и температуру Кюри
TC (рис. А6). Легирующие элементы (Cr,
Ni, Mo) улучшают технологичность изго-
товления ленты, жаростойкость или дру-
гие магнитные и физические свойства
сплава. В промышленных масштабах из-
готавливаются сплавы Fe-Si-B(С), кото-
рые могут содержать различные легирую-
щие элементы: хром (Метглас 2605S3A),
никель (2НСР, ГМ 440). Оптимальная ча-
стотная область применения сплавов до
20 кГц.
Лит.: Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимо-
то К. Аморфные металлы. — М.: Металлургия,
1987. — 328 с.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ НА ОСНОіВЕ
КОіБАЛЬТА — аморфные сплавы, имею-
щие близкую к нулю магнитострикцию
насыщения, которые изготавливают в виде
аморфной ленты толщиной 15—30 мм.
Для достижения нулевой магнитострик-
ции в сплав добавляют небольшое количе-
ства железа или марганца (рис. А7). Выбор
легирующих элементов (Cr, Mo, Ni) зави-
сит от требований к основным отличите-
льным свойствам сплава: магнитная ин-
дукция насыщения Bs (рис. А8) и магнит-
ная проницаемость. В современных А.с. в
Аморфные сплавы на основе кобальта 25
Рис. А6. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs и точки Кюри TC от содержа-
ния металлоидов в аморфных сплавах на
основе железа
Рис. А7. Зависимости магнитострикции насы-
щения s от содержания легирующих элемен-
тов T = Fe, Mn, Cr, V в аморфном сплаве на
основе кобальта Co80-xTxB20
Рис. А8. Зависимости магнитной индукции
насыщения Bs от содержания легирующих
элементов T = Fe, Mn, Cr, V в аморфном
сплаве на основе кобальта Co80-xTxB20
качестве аморфизаторов используют бор и
кремний. В промышленных масштабах из-
готавливают сплавы, из которых получают
магнитопроводы с высокой начальной
магнитной проницаемостью (ГМ 501 и
82К3ХСР), с прямоугольной петлей маг-
нитного гистерезиса (ГМ 503А, Метглас
2714A, Витровак 6025), с линейной петлей
магнитного гистерезиса (ГМ 503В) или с
очень высокой линейностью петли маг-
нитного гистерезиса (ГМ 515В, Витровак
6150). Частотная область применения А.с.
достигает десятки мегагерц, поэтому спла-
вы могут иметь относительно низкую маг-
нитную индукцию насыщения. С увели-
чением температуры Кюри TC А.с. име-
ют более высокую магнитную индукцию
насыщения и более низкую магнитную
проницаемость (рис. А9). Такая взаимо-
связь магнитных характеристик обуслов-
лена существованием спонтанной на-
магниченности в ферромагнетиках, след-
ствием которой является закон Блоха
M M T
T
s s
C
!
" #
$
%
&&&
'
(
)))
0
3
2
1 * , т. е. намагничен-
ность насыщения Ms растет с увеличением
температуры Кюри TC. С другой стороны,
константа одноосной магнитной анизо-
тропии пропорциональна третьей степени
намагниченности насыщения Ku + Ms
3, а
магнитная восприимчивость вращения
равна
âð 0
M2
K
s
u
и поэтому она обратно
пропорциональна Ms. Таким образом, в
материале с высокой намагниченностью
насыщения следует ожидать более низкую
магнитную проницаемость.
Лит.: Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К.
Аморфные металлы. — М.: Металлургия,
1987. — 328 с. O Handley R.C., Sullivan M.O.
Magnetostriction of Co80-xTxB20 (T = Fe, Mn,
Cr or V) glasses//J. Appl. Phys., 1981, v. 52, № 3,
p. 1841—1843.
АМОіРФНЫЕ СПЛАіВЫ НА ОСНОіВЕ
ПЕРЕХОіДНЫХ МЕТАіЛЛОВ — аморф-
ные сплавы на основе железа, кобальта и
никеля, среди которых можно выделить
следующие группы: сплавы на основе же-
леза с высокой магнитной индукцией и
магнитострикцией насыщения, сплавы на
основе кобальта с близкой к нулю магни-
тострикцией насыщения и высокой маг-
нитной проницаемостью, сплавы на
основе никеля с высокой магнитной про-
ницаемостью и низкой температурой
Кюри. Сплавы на основе никеля изготав-
ливались на начальном этапе разработки
А.с., однако в последнее время они почти
не применяются в качестве магнитомяг-
ких материалов. На рис. А10 представле-
26 Аморфные сплавы на основе переходных металлов
Рис. А9. Зависимости магнитной индукции на-
сыщения Bs и начальной относительной маг-
нитной проницаемости н от температуры Кю-
ри TC в аморфных сплавах на основе кобальта
Рис. А10. Магнитная индукция насыщения Bs
в аморфном сплаве (Fe,Ni,Co)78Si8B14
на тройная диаграмма аморфного сплава
(Fe,Ni,Co)78Si8B14 для магнитной индук-
ции насыщения Bs, а штриховой линией
отмечены составы, соответствующие ну-
левой магнитострикции насыщения s.
Линия нулевой магнитострикции практи-
чески не изменяется при использовании
других металлоидов.
Лит.: Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К.
Аморфные металлы. — М.: Металлургия,
1987. — 328 с.
АМОіРФНЫЕ ФЕРРОМАГНЕіТИКИ —
ферромагнетики с аморфной (некристал-
лической) структурой, атомная структура
которых имеет позиционный (структур-
ный) и химический (композиционный)
беспорядок. Иногда под термином «А.ф.»
понимают ферромагнетики и ферримаг-
нетики с аморфной структурой. Для них
также используют термин «аморфные
магнетики». Губанов (1960) впервые тео-
ретически обосновал возможность су-
ществования А.ф. Зонная электронная
структура кристаллического твердого тела
не претерпевает кардинальных измене-
ний при переходе в жидкое состояние.
Поэтому при таком переходе должен со-
храняться ферромагнетизм, определяе-
мый ближним порядком. Флуктуации
ближайшего окружения приводят к неод-
нородному характеру возникновения маг-
нетизма в аморфных сплавах. Это обу-
славливает заметное различие магнитных
свойств А.ф. и соответствующих кристал-
лических соединений. Первые А.ф. в виде
термически напыленных пленок железа
получили Григсон, Дав, Стилуэлл (1964).
Сохранение ферромагнетизма в аморф-
ном состоянии впервые доказали Мадер,
Новик (1965) для напыленных в вакууме
пленок Co-Au. Цуй, Дувез (1966) изгото-
вили первый А.ф. из расплава Pd80Si20, в
котором палладий был частично заменен
железом.
Лит.: Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро-
и ферримагнетики. — М.: Мир, 1982. — 296 с.
АМОіРФНЫЙ [гр. amorphous бесформен-
ный] — отличный от кристаллическо-
го. Синонимами понятия «А.» являются
«некристаллический», «стеклообразный»,
«подобный жидкости».
АМОіРФНЫЙ МАГНИіТНЫЙ МИКРО-
ПРОіВОД — магнитный микропровод с
аморфной структурой, полученный закал-
кой из расплава. В результате закалки в
проводе возникают внутренние остаточ-
ные напряжения, которые наряду со зна-
ком константы магнитострикции матери-
ала определяют направления осей легкого
намагничивания и магнитную доменную
структуру А.м. В центральной части
стрежня доминируют осевые растягиваю-
щие напряжения, в поверхностных сло-
ях — осевые и окружные сжимающие на-
пряжения, а в радиальном направле-
нии — небольшие растягивающие напря-
жения. Поэтому в сплавах на основе
железа с большой положительной кон-
стантой магнитострикции можно выде-
лить три области: однородно намагничен-
ная центральная часть с одноосной маг-
нитной анизотропией, поверхностный
слой с доменной структурой напряже-
ний и переходная область между ними.
В сплавах на основе кобальта с отрица-
тельной константой магнитострикции в
приповерхностном слое формируется
спиральная (бамбуковая) доменная струк-
тура с намагниченностью в доменах на-
правленной вдоль окружности. Внутрен-
ние напряжения в микропроводе со стек-
лянной изоляцией регулируются толщи-
ной поверхностного стеклянного слоя.
А.м. на основе железа обладает маг-
нитной бистабильностью, т. е. он имеет
два устойчивых состояния вдоль оси мик-
ропровода и способен перемагничиваться
одним большим скачком Баркгаузена.
В микропроводе скорость перемагничива-
ния значительно выше, ввиду слабо вы-
раженного скин-эффекта, чем в других
материалах, поэтому меньше ширина ин-
дуцируемых импульсов и больше их амп-
литуда. Благодаря этому, в частности,
магнитная проницаемость А.м. практи-
чески не зависит от частоты вплоть до
5 МГц. Небольшой диаметр А.м. в стек-
лянной изоляции около 10 мкм позволяет
заметно снизить критическую длину про-
вода до 2 мм, при которой магнитные
свойства не зависят от его длины, а это
является основанием для значительного
Аморфный магнитный микропровод 27
уменьшения размеров магнитных элемен-
тов, используемых в датчиках. Спираль-
ная (бамбуковая) доменная структура
обеспечивает гигантский магниторези-
стивный эффект в А.м. на основе кобаль-
та. В табл. А4 приведены некоторые ха-
рактеристики А.м. в стеклянной изоля-
ции, выпускаемые предприятием «Мик-
рон» (Молдова).
Лит.: Zhukova V., Ipatov M., Zhukov A. Thin
magnetically soft wires for magnetic microsensors//
Sensors, 2009, v. 9, p. 9216—9240.
АМОіРФНЫЙ ПРЕКУіРСОР [англ. precursor
предшественник, исходное вещест-
во] — заготовка с аморфной структурой,
используемая для производства аморфных
и нанокристаллических магнитопроводов.
АМОіРФНЫЙ СПЛАВ ЖЕЛЕіЗО-БОР —
аморфный сплав, который широко испо-
льзуется для научных исследований, од-
нако в промышленных масштабах не про-
изводится. Удельная намагниченность на-
сыщения s достигает максимального
значения в сплаве Fe80B20 (рис. А11). При
нормальной температуре в сплавах с по-
вышенным содержанием железа намагни-
ченность s снижается, что можно связать
с соответствующим понижением точки
Кюри TC (рис. А12). При содержании же-
леза менее 83 ат. % наблюдается один пик
кристаллизации Tx, связанный с кристал-
лизацией из аморфного состояния. Появ-
ление второго пика при большем содер-
28 Аморфный прекурсор
Таблица А4. Типичные физические свойства аморфного магнитного микропровода, выпускаемого
предприятием «Микрон» (Молдова)
Сплав Марка
Диаметр жилы,
мкм
Общий диа-
метр, мкм
Hc,
А/м
Br/Bs
CoNiFeBSi
MW SM 8-b1
MW SM 12-b1
MW SM 16-b1
MW SM 22-b1
8
12
16
22
12
16
21
24
10
15
15
10
0,2
0,3
0,8
0,2
FeBSi
MW BS-c1
MW BS-c2
MW BS-c3
MW BS-c4
MW BS-c5
8
14
18
24
30
12
16
21
24
30
260–320
70–140
200–260
140–200
100–140
0,9
0,9
0,94
0,92
0,9
Рис. А11. Зависимости удельной намагничен-
ности насыщения s от содержания железа в
аморфном сплаве FezB100-z при разной темпе-
ратуре
Рис. А12. Зависимости точки Кюри TC и тем-
пературы кристаллизации Tx от содержания
железа в аморфном сплаве FezB100-z
жании железа (не показано) вызвано пре-
вращениями в кристаллическом состоя-
нии. При оптимальном химическом
составе в А.с. после термической обра-
ботки можно получить коэрцитивную
силу до 2 А/м.
Лит.: Люборский Ф.Е., Либерман Х.Х., Бек-
кер Дж.Дж., Уолтер Дж.Л. Магнитные свойст-
ва аморфных сплавов Fe-B// Быстрозакален-
ные металлы/Под ред. Б. Кантора. — М.: Ме-
таллургия, 1983, с. 332—337.
АМОіРФНЫЙ СПЛАВ ЖЕЛЕіЗО-КОі-
БАЛЬТ-БОР-КРЕіМНИЙ — аморфный
сплав Fe67Co18B14Si1 c наибольшей маг-
нитной индукцией насыщения Bs = 1,8 Тл.
А.с. наиболее эффективно использо-
вать при высокой магнитной индукции
до 1,6 Тл и частоте до 10 кГц. Высокая
прямоугольность петли магнитного гисте-
резиса после отжига в продольном маг-
нитном поле позволяет использовать А.с.
в импульсных силовых устройствах. А.с.
разработан в компании «Аллайд Кэми-
кэл» (Датта, Декристофаро, 1980) и про-
изводится под торговой маркой Метглас
2605СО.
Лит.: Datta A., Smith C.H. Fe-Co-B-Si amorphous
alloy with maximum saturation induction//
Rapidly quenched metals. Ed. by S. Steeb,
H. Warlimont. Amsterdam: Elsevier Science,
1985, p. 1315—1318.
АМПЕіР [Ampиre имя французского фи-
зика] — единица силы электрического
тока, магнитного потенциала и магнито-
движущей силы в системе СИ. А. отно-
сится к основным единицам системы СИ,
а его размерность обозначается симво-
лом I. Определение единицы силы тока
основано на законе Ампера: А. равен
силе не изменяющегося тока, который
при прохождении по двум параллельным
прямолинейным проводникам бесконеч-
ной длины и ничтожно малой площади
кругового поперечного сечения, располо-
женным в вакууме на расстоянии 1 м
один от другого, вызвал бы на каждом
участке проводника длиной 1 м силу
взаимодействия, равную 2 10-7 Н. Такое
определение А. принято в 1946 г. Для тер-
мина «А.» принято наименование «ампер»
и обозначение «А». Впервые единица под
названием «А.» введена в 1881 г.
АМПЕіР-ВИТОіК, ампер-виток — едини-
ца магнитодвижущей силы и разности
магнитных потенциалов (Ав), которая
официально не узаконена и в настоящее
время считается устаревшей.
АМПЕіРОВСКАЯ МАГНИТОСТАіТИКА —
магнитостатика, в основу которой поло-
жена гипотеза Ампера о молекулярных
токах в качестве источников магнитного
поля. В А.м. используют следующие
определения и соотношения: плотность
молекулярных токовJ M ì rot ; намагни-
ченность, равная отношению магнитного
момента элементарных токов p S ì i в
физически бесконечно малом объеме тела
к этому объему M
p
ì
,
,
V
V
; магнитный
векторный потенциал молекулярных то-
ков A dV
V
(r) M(r )
r r
-
-
!
"
##
-
-
0
4
rot ; магнитная
индукцияB rotA, из которого следует
divB 0, т. е. векторное поле магнитной
индукции не имеет источников и стоков;
из условия калибровки divA 0 следует
rot ì rot B ,A 0J 0 M или rotH 0
после введения напряженности магнит-
ного поляH B/ 0 M B/ 0.
АМПЛИТУіДА [лат. amplitude величина] —
наибольшее отклонение периодически
изменяющейся физической величины от
нулевого значения.
АНАЛИТИіЧЕСКИЙ [гр. analytikos] —
относящийся к анализу, основанный на
применении анализа, служащий для ана-
лиза. Функция задана аналитически, если
величины связаны между собой уравне-
ниями.
АНАЛИТИіЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕіНИЕ, фор-
мула — выражение, определяющее сово-
купность действий, которые необходимо
проделать в определенном порядке над
значением аргумента и константами, что-
бы получить значение функции.
АНАіЛОГОВЫЙ СИГНАіЛ [гр. analogos
соответственный, соразмерный] — сигнал
данных, у которого каждый из парамет-
ров описывается функцией времени и не-
Аналоговый сигнал 29
прерывным множеством возможных зна-
чений. А.с. — непрерывный, неделимый
на отдельные части.
АНАЛОГО-ЦИФРОВОіЕ ПРЕОБРАЗО-
ВАіНИЕ СИГНАіЛА — преобразование
сигнала данных, при котором для задан-
ного шага дискретизации функция непре-
рывного множества возможных значений
сигнала заменяется функцией конечного
множества соответствующих значений
этого сигнала.
АНГСТРЕіМ [Еngstrцm фамилия швед-
ского физика] — внесистемная единица
длины, 1 Е = 10-10 м, предложенная Анг-
стремом (1868).
АНИЗОТРОПИіЯ [гр. anisos неравный и
tropos свойство] — неодинаковость физи-
ческих свойств тела вдоль различных на-
правлений внутри этого тела. Понятие А.
противоположно понятию изотропия.
АНИЗОТРОПИіЯ МАГНИ і ТНЫХ ПО-
ТЕіРЬ — зависимость магнитных потерь от
направления перемагничивания. А.м. си-
льно проявляется в анизотропных магнит-
ных материалах. На рис. А13 показана за-
висимость нормализованных удельных
магнитных потерь P/Bm в анизотроп-
ной электротехнической стали на частоте
50 Гц от максимальной магнитной индук-
ции Bm, полученная на эпштейновских об-
разцах размером 280х30х0,3 мм, вырезан-
ных под разными углом *р к направлению
прокатки. Отношение магнитных потерь,
измеренных под углами 90 и 0 , равно или
больше четырех. На характер А.м. сильное
влияние оказывает ширина полос, на ко-
торых проводят магнитные измерения.
В узких полосах уже при небольших углах
*р в процессе перемагничивания вблизи
боковых граней формируется замыкающая
доменная структура с намагниченностью
вдоль поперечных осей [100] и [010]. Ее
формирование минимизирует магнитоста-
тическую энергию тела, однако при этом
растут магнитные потери на гистерезис.
В широких образцах краевое влияние на
процесс перемагничивание заметно ослаб-
ляется, а в предельном случае вообще от-
сутствует. Это подтверждает рис. А14, на
котором представлена анизотропия отно-
сительных магнитных потерь P*/P0 (P* —
магнитные потери под углом *р к оси
[001], P0 — магнитные потери вдоль оси
[001]) в монокристаллах. Величина . —
угол между осью легчайшего намагничива-
30 Аналого-цифровое преобразование сигнала
Рис. А13. Зависимости нормализованных удель-
ных магнитных потерь P/Bm в полосках анизо-
тропной электротехнической стали, вырезан-
ных под углом *р к направлению прокатки, от
максимальной магнитной индукции Bm
Рис. А14. Зависимости относительных маг-
нитных потерь P*/P0 от угла *р в монокрис-
таллах Fe-3Si: P* — удельные магнитные по-
тери под углом *р к оси [001], P0 — удельные
магнитные потери вдоль оси [001], . — угол
между осью легчайшего намагничивания [001]
и поверхностью пластины. Штриховой ли-
нией показана зависимость 1/cos2 *p
ния [001] и поверхностью пластины. Из-
мерения проводили с помощью устрой-
ства, размеры которого заметно меньше
самого монокристалла. Видно, что маг-
нитные потери пропорциональны вели-
чине 1/cos2 *p для углов менее 40 . Это
подтверждает, что здесь в процессе пере-
магничивания участвуют только 180 до-
менные границы основной доменной
структуры.
АНИЗОТРОПИіЯ МАГНИ і ТНЫХ СВОіЙ-
СТВ электротехнической стали — магнит-
ные свойства анизотропной электротехни-
ческой стали вдоль различных направле-
ний относительно направления прокат-
ки. На рис. А15 представлены основные
кривые намагничивания, полученные
на эпштейновских образцах размером
280х30х0,30 мм, вырезанных из высоко-
проницаемой анизотропной электротехни-
ческой стали (В800 = 1,85 Тл) под разными
углами к направлению прокатки *. Элект-
ротехническая сталь обладает достаточно
высокой константой кристаллографиче-
ской магнитной анизотропии, поэтому в
указанной области напряженности маг-
нитного поля намагниченность во всех до-
менах не отклоняется от осей легкого на-
магничивания. Это ось [001], ориентиро-
ванная приблизительно в направлении
прокатки, и две поперечные оси [100] и
[010], ориентированные приблизительно
под углом 45 к поверхности. Процесс на-
магничивания осуществляется за счет сме-
щения доменных границ или перераспре-
деления магнитных фаз вдоль трех осей
легкого намагничивания. В образце, выре-
занном вдоль направление прокатки, пре-
обладает смещение 180 доменных границ.
Снижение кривых намагничивания в об-
разцах, вырезанных под углом, связано с
процессом формирования замыкающих
доменов, имеющих намагниченность
вдоль [100] и [010]. С увеличением угла *
петля магнитного гистерезиса приобретает
перетянутый вид (рис. А16). Появление
перетяжки связано с задержкой смещения
180 доменных границ и формированием в
этом интервале полей фронта замыкаю-
щих доменов. При измерении А.м. в паке-
те полос необходимо учитывать способ
укладки. Данные, приведенные на графи-
ках, соответствуют согласованной укладке,
при которой направления прокатки отде-
льных полос параллельны между собой.
При несогласованной укладке направле-
ния прокатки отдельных полос пересека-
ются, если угол * не равен 0 или 90 .
Лит.: Жаков С.В., Филиппов Б.Н., Драгошан-
ский Ю.Н. Доменная структура и процессы на-
Анизотропия магнитных свойств 31
Рис. А15. Основные кривые намагничивания
высокопроницаемой анизотропной электро-
технической стали (В800 = 1,85 Тл) под разны-
ми углами к направлению прокатки *
Рис. А16. Статические петли магнитного гисте-
резиса высокопроницаемой анизотропной
электротехнической стали (В800 = 1,85 Тл) под
разными углами к направлению прокатки *
магничивания в трехосных монокристаллах в
поле, приложенном под углом к оси легкого
намагничивания// Физ. мет. и металловед.
1979, т. 47, № 2, с. 310—318.
АНИЗОТРОПИіЯ МАГНИТОСТРИ і К-
ЦИИ — зависимость продольной магни-
тострикции от направления. В анизо-
тропной электротехнической стали А.м.
проявляется при намагничивании под
разными углами относительно направле-
ния прокатки. На рис. А17 представлены
кривые динамической магнитострикции
p0(Bm), полученные на образцах разме-
ром 280х30х0,3 мм, которые были выреза-
ны под разными углами * к направлению
прокатки. На начальной стадии намагни-
чивания для углов * < 54,7 появляются
домены с намагниченностью вдоль попе-
речных осей [100] [010], которые форми-
руют отрицательный участок на кривой
магнитострикции. Наоборот, при боль-
ших углах * продольная магнитострикция
принимает только положительные значе-
ния. Магнитострикция не изменяется для
угла * = 54,7 , который определяет на-
правление [111], равно удаленное от осей
легкого намагничивания <100>.
АНИЗОТРОіПНАЯ ХОЛОДНОКА і ТАНАЯ
ЭЛЕКТРОТЕХНИіЧЕСКАЯ СТАЛЬНАіЯ
ЛЕіНТА — холоднокатаная электротехни-
ческая сталь с ребровой кристаллографи-
ческой текстурой, выпускаемая в виде
ленты толщиной от 0,05 до 0,15 мм и по-
ставляемая в рулонах шириной от 5 до
650 мм. Основная частотная область при-
менения 400—3000 Гц. Подкатом для
производства А.х. служит анизотропная
электротехническая сталь, которую про-
катывают без промежуточных отжигов на
конечную толщину с обжатием до 90%.
Высокотемпературный отжиг проводят
при 1050 С в садочных печах в вакууме
или сухом водороде или в проходных пе-
чах в азотоводородной смеси. На поверх-
ность А.х. наносится магнитоактивное
электроизоляционное покрытие. В табл.
А5 представлены технические требования
к А.х. в соответствии с ГОСТ 21427.4-78.
В ней также приведены высшие марки
(3426—3428), выпускаемые Ашинским
металлургическим заводом, которые име-
ют магнитную индукцию B2500 не менее
1,82 Тл (типичные значения 1,9 Тл) и ко-
эрцитивную силу не более 28 А/м. В Рос-
сии промышленное производство А.х.
в толщине 0,08 мм впервые начато на
Ленинградском сталепрокатном заводе
(1947), а в дальнейшем на Ашинском ме-
таллургическом заводе (1974). Способ
производства разработал Литтман (1944).
АНИЗОТРОіПНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИіЧЕ-
СКАЯ СТАЛЬ — холоднокатаная электро-
техническая сталь с ребровой кристалло-
графической текстурой. Основная часть
производимой А.э. используется для изго-
товления магнитных систем силовых
трансформаторов, работающих на про-
мышленной частоте 50—60 Гц. Трансфор-
матор должен работать при наибольшей
максимальной магнитной индукции Bm,
чтобы обеспечить минимальные габариты,
и должен иметь при этом минимальные
магнитные потери, чтобы температура пе-
регрева была не выше заданного значения.
32 Анизотропия магнитострикции
Рис. А17. Кривые динамической магнитост-
рикции p0(Bm), полученные на полосках
анизотропной электротехнической стали, вы-
резанных под разными углами * к направле-
нию прокатки
Таким образом, А.э. должна обладать вы-
сокой магнитной индукцией при заданной
напряженности магнитного поля и иметь
низкие удельные магнитные потери на ча-
стоте 50 Гц при максимальной магнитной
индукции, соответствующей рабочей ин-
дукции, как правило, около 1,7 Тл. На по-
верхность А.э. наносится тонкое (толщи-
ной 2—5 мкм) электроизоляционное по-
крытие, которое препятствует электриче-
скому контакту металлических листов.
Производитель А.э. гарантирует коэффи-
циент сопротивления электроизоляцион-
ного покрытия, коэффициент старения,
геометрические размеры стали, ее механи-
ческие свойства, коэффициент заполне-
ния и магнитные свойства. В табл. А6
представлены технические требования к
магнитным свойствам А.э. в соответствии
с ГОСТ 21427.1-83, из которой исключены
некоторые низкие марки стали, которые в
настоящее время не производятся. Другие
типичные физические свойства А.э. при-
ведены ниже: магнитная индукция на-
сыщения 2,03 Тл; коэрцитивная сила 5—
6 А/м; точка Кюри 740 С; плотность
7650 кг/м3; удельное электрическое сопро-
тивление 0,5 10-6 Ом м; температурный ко-
эффициент сопротивления 1
/
/T
= 1 10-3 К-1;
коэффициент теплопроводности 25 Вт/м К;
температурный коэффициент линейного
расширения 1 10-5 К-1. Механические
свойства А.э. вдоль направления прокат-
ки: предел прочности 350—420 МПа; пре-
дел текучести 310—360 МПа; предел упру-
гости 290 МПа; модуль упругости 120—
135 ГПа.
В состоянии поставки А.э. полностью
готова к применению и не требует допол-
нительной термической обработки, если
она используется в виде крупных плоских
позиций. После резки или вырубки не-
больших позиций или после намотки то-
роидальных магнитопроводов необходи-
мо производить отжиг для снятия оста-
точных напряжений при температуре
800—820 С. А.э. имеет предельно высокое
для холодной прокатки содержание крем-
ния 2,8—3,2 %. Основные направления
совершенствования А.э. сводятся к следу-
ющему: получение совершенной кристал-
лографической текстуры с минимальным
средним отклонением оси легкого намаг-
ничивания [001] от направления прокат-
ки; снижение толщины стали при сохра-
нении совершенной кристаллографиче-
ской текстуры; нанесение на поверхность
магнитоактивного электроизоляционного
покрытия и создание искусственных ба-
Анизотропная электротехническая сталь 33
Таблица А5. Технические требования к анизотропной холоднокатаной электротехнической сталь-
ной ленте
Толщина,
мм
Марка
стали
Удельные магнитные потери,
Вт/кг, не более
Магнитная индукция, Тл, не менее,
при напряжённости постоянного
магнитного поля, А/м
Р1,5/400 Р1,0/1000 В1000 В2500
0,15
0,08
005
3423
19,0
17,0
–
–
–
22
1,65
1,65
1,65
1,82
1,82
1,82
0,15
0,08
005
3424
18,0
16,0
–
–
–
22
1,65
1,65
1,65
1,82
1,82
1,82
0,15
0,08
005
3425
17,0
15,0
–
–
–
20
1,75
1,75
1,75
1,82
1,82
1,82
0,08 (0,1)
3426
3427
3428
14
13
12
–
–
–
–
–
–
1,82
1,82
1,82
рьеров поперек направления прокатки,
обеспечивающих снижение ширины
основных доменов и магнитных потерь
на вихревые токи. А.э. подразделяют на
обычную электротехническую сталь с
магнитной индукцией В800 менее 1,85 Тл
и высокопроницаемую А.э. с магнитной
индукцией В800 более 1,85 Тл. На долю
высокопроницаемых марок приходится
около 25 % мирового производства А.э.
Основные производители А.э. сосредото-
чены в ЕС (ТиссенКрупп Электрикэл
Стил), Японии (Ниппон Стил), США
(АК Стил), России и Китае, они произво-
дят около 90 % всей А.э. В России 100 %
А.э. производит ВИЗ-Сталь (150 тыс. т в
год) и Новолипецкий металлургический
комбинат (110 тыс. т), что в сумме со-
ставляет около 15 % мирового производ-
ства (2005). Госс (1933) первым получил
А.э. с ребровой кристаллографической
текстурой. Впервые промышленное про-
изводство А.э. начала американская ком-
пания «Армко Стил» (1939) на основе па-
тентов Коула, Давидсона и Карпентера
(1935, 1938, 1939). Первая промышленная
партия А.э., полученная с применением
высокотемпературного отжига в рулонах
с разделением полос гидратированной
окисью магния, была выпущена «Армко
Стил» в 1943 г. Первую высокопроницае-
мую А.э. с совершенной кристаллографи-
ческой текстурой разработали в 1960-е гг.
в японской компании «Явата Айрон энд
Стил» в последствии «Ниппон Стил»
(Тагучи, Сакакура и Такашима 1962, 1964)
и выпустили под торговой маркой «Ори-
енткор Хай-Би» (Orientcore HI-B, Япо-
ния, 1971). В России первую А.э. (холод-
нокатаная трансформаторная сталь марки
ХВП — холоднокатаная высокой прони-
цаемости) разработали на Верх-Исетском
металлургическом заводе (Гольдман, Дру-
жинин, 1945—1946). Новосибирский ме-
талллургический завод первым наладил
промышленное производство А.э. в лис-
тах толщиной 0,35 и 0,50 мм (1949). Про-
мышленное производство рулонной А.э.
начато на Новолипецком (1960) и Верх-
Исетском (1973) металлургических заводах.
34 Анизотропная электротехническая сталь
Таблица А6. Технические требования к анизотропной электротехнической стали
Толщина,
мм
Марка
стали
Удельные магнитные потери,
Вт/кг, не более
Магнитная индукция, Тл, не менее,
при напряженности постоянного
магнитного поля, А/м
Р1,5/50 Р1,7/50 В100 В2500
0,50
3413
3414
1,75
1,50
–
–
–
–
1,85
1,88
0,35
3404
3405
3406
3407
3408
3409
–
–
–
–
–
–
1,60
1,50
1,43
1,36
1,30
1,24
1,60
1,61
1,62
1,72
1,74
1,74
–
–
–
–
–
–
0,30
3404
3405
3406
3407
3408
3409
–
–
–
–
–
–
1,50
1,40
1,33
1,26
1,20
1,14
1,60
1,61
1,62
1,72
1,74
1,74
–
–
–
–
–
–
0,27
3405
3406
3407
3408
3409
–
–
–
–
–
1,38
1,27
1,20
1,14
1,08
1,61
1,62
1,72
1,74
1,74
–
–
–
–
–
АНИЗОТРОіПНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИіЧЕ-
СКАЯ СТАЛЬ С ИЗМЕЛЬЧЁННОЙ ДО-
МЕіННОЙ СТРУКТУіРОЙ [англ. domain
refining измельчение доменов] — высоко-
проницаемая анизотропная электротех-
ническая сталь с очень низким уровнем
удельных магнитных потерь, который до-
стигается снижением ширины основных
магнитных доменов за счет создания ло-
кальных воздействий поперек направле-
ния прокатки. Высокопроницаемая ани-
зотропная электротехническая сталь име-
ет совершенную кристаллографическую
текстуру и крупные зерна размером 5—
30 мм. Это приводит к тому, что основ-
ные домены проникают через границы
большой группы зерен, а корень квадрат-
ный из длины этой группы будет опреде-
лять ширину основных доменов. В соот-
ветствии с формулой Прая и Бина, маг-
нитные потери на вихревые токи можно
снизить путем уменьшения ширины
основных доменов. При пульсирующем
лазерном облучении поверхности («Нип-
пон Стил», 1985) и плазменном облуче-
нии сфокусированным плазменным пуч-
ком («Кавасаки Стил», 1987) создается
линия точечных каверн (впадин) поперек
направления прокатки. На рис. А18 пока-
зана доменная структура, состояние по-
верхности с электроизоляционным по-
крытием и после удаления покрытия
травлением до (а) и после (б) лазерного
облучения поверхности. Эффект воздей-
ствия лазерным или плазменным пучка-
ми связан с механическими напряжения-
ми, которые формируют вблизи каверн
замыкающую доменную структуру, поэто-
му эти воздействия снимаются после тер-
мической обработки при 800 С. Локаль-
ная механическая деформация («Ниппон
Стил») и локальное электролитическое
травление («Кавасаки Стил», 1991) созда-
ют на поверхности стали линейные ка-
навки поперек направления прокатки
глубиной 15—20 мкм на расстоянии око-
ло 5 мм. В данном случае измельчение
основных доменов связано с размагничи-
вающим эффектом на боковых стенках
канавки, а также формированием мик-
розерен после термической обработки.
Поэтому данный тип воздействий сохра-
няется после отжига при температуре
800 С.
Лит.: Sato K., Ishida M., Hina E. Heat-proof
domain-refined grain-oriented electrical steel//
Kawasaki Steel Technical Report, 1998, № 39,
p. 21—28. Wada T., Nozawa T., Iuchi T., Nakamura
M. Domain refinement technology for electrical
steel// Nippon Steel Technical Report, 1983,
№ 21, p. 263—274.
АНТЕіННА [лат. antenna рея] — устройст-
во, предназначенное для излучения или
приема радиоволн. В зависимости от на-
значения А. подразделяются на приемные,
передающие и приемопередающие.
АНТИФЕРРОМАГНЕТИіЗМ [гр. anti
против и ферромагнетизм] — магнитное
состояние вещества, при котором магнит-
ные моменты соседних атомов (ионов)
ориентированы навстречу друг другу. Не-
ель (1932) распространил гипотезу Вейсса
на смесь, состоящую из двух сортов ато-
мов А и В и ввел понятие локального мо-
лекулярного поля, которое зависит от
взаимодействия ближайших соседей
А—А, А—В и В—В. При отрицательном
взаимодействии атомы стремятся сгруп-
пироваться в пары с антипараллель-
ной ориентацией магнитных моментов.
В этом случае объемно-центрированную
кубическую решетку можно представить в
Антиферромагнетизм 35
Рис. А18. Вид поверхности анизотропной
электротехнической стали с электроизоляци-
онным покрытием, после удаления покрытия
травлением и доменная структура до (а) и по-
сле (б) лазерного облучения поверхности
виде двух взаимно проникающих простых
кубических решеток с некоторой ориен-
тацией атомных магнитных моментов од-
ной подрешетки и противоположной
ориентацией атомных магнитных момен-
тов другой подрешетки. Неель (1936) на-
шел, что антипараллельная ориентация
подрешеток сохраняется только до неко-
торой температуры, которую в последст-
вии назвали температурой Нееля (К. Гор-
тер, 1952).
АНТИФЕРРОМАГНЕіТИК — вещество, в
котором ниже определенной температуры
(точка Нееля или анитиферромагнитная
точка Кюри) возникает антиферромаг-
нитное упорядочение. Среди простых ве-
ществ наиболее высокой температурой
Нееля обладает марганец — 310К. Неель
(1936) теоретически показал, что при
ориентации магнитного поля перпен-
дикулярно направлению магнитных мо-
ментов магнитная восприимчивость А.
остается постоянной при Т < TN и подчи-
няется закону Кюри-Вейсса при Т > TN.
Биттер (1938) рассчитал магнитную вос-
приимчивость в магнитном поле, парал-
лельном направлению магнитных мо-
ментов. Он же предложил назвать новый
тип магнитных веществ «А.» (1938). На
рис. А19 представлена зависимость обрат-
ной восприимчивости антиферромагнети-
ка от температуры, где Ta — асимптоти-
ческая температура Кюри. Бизетт,
Сквайр, Цай (1938) обнаружили вещест-
во MnO, которое имело указанные маг-
нитные свойства с температурой перехода
TN = 116К. Впервые наличие у MnO ан-
типараллельной ориентации магнитных
моментов доказали Шалл и Смарт (1949),
используя метод магнитной нейтроно-
графии.
АПЕРИОДИіЧЕСКОЕ ДВИЖЕіНИЕ [гр.
a… an… начальная часть слов со значени-
ем отрицания] — движение в случае силь-
ного затухания, при котором система воз-
вращается в состояние равновесия без ко-
лебаний. При А.д. система успевает вер-
нуться в равновесное состояние, переходя
в него не более одного раза.
АППАРАіТ ЭПШТЕ і ЙНА [Epstein фами-
лия немецкого электротехника] —
устройство в виде четырех намагничива-
ющих и измерительных катушек, распо-
ложенных по сторонам квадрата, пред-
назначенное для измерения магнитных
свойств образцов электротехнической
стали. Масса образца обычно составляет
1 кг. Из листов стали, подлежащих испы-
танию, вырезаются полоски размером
280х30 мм (эпштейновские полоски), ко-
торые укладывают в катушки аппарата,
соединяя их на углах внахлестку. Концы
полосок на углах зажимаются специаль-
ными зажимами для создания хорошего
контакта. Собранные таким образом по-
лоски образуют замкнутую магнитную
цепь. Аппарат для измерения магнитных
свойств листовой стали разработал Эпш-
тейн (1900).
АППЛИКАіТА [лат. applicata приложен-
ная] — одна из декартовых координат
точки, обычно третья в пространстве
вдоль вертикальной оси z.
АППРОКСИМАіЦИЯ [лат. approximo
приближаюсь] — замена одних математи-
ческих объектов другими, в том или ином
смысле близкими к исходным. А. позво-
ляет исследовать числовые характеристи-
ки и качественные свойства объектов,
сводя задачу к изучению более простых и
36 Антиферромагнетик
Рис. А19. Зависимость обратной магнитной
восприимчивости 1/ антиферромагнетика от
абсолютной температуры T: 1 — направление
оси антиферромагнетизма перпендикулярно
магнитному полю; 2 — направление оси анти-
ферромагнетизма параллельно магнитному
полю; 3 — случайное распределение осей ан-
тиферромагнетизма
более удобных объектов, например, у ко-
торых характеристики легко вычисляются
или свойства которых уже известны.
АППРОКСИМАіЦИЯ КРИВОіЙ НАМАГ-
НИіЧИВАНИЯ — аналитическое пред-
ставление кривой намагничивания. Кри-
вая намагничивания является достаточно
сложной и поэтому не существует про-
стой формулы, которая бы определяла
кривую с достаточной степенью точности
в широком диапазоне полей и для разных
материалов. Достаточно высокую точ-
ность дает А.к. интерполяционными
сплайнами, которые предложил Шенберг
(1946). Сплайн представляет гладкую
кривую, составленную из участков, каж-
дый из которых является полиномом
определенной степени с набором своих
коэффициентов. Эти коэффициенты на
каждом участке определяются так, чтобы
обеспечить наилучшее приближение к эк-
спериментальным точкам и сшивание от-
дельных участков в гладкую кривую. Для
А.к. в области слабых полей можно ис-
пользовать закон намагничивания Рэлея.
Часто для технических целей достаточно
представления в виде степенной функции
H uBv отдельно для областей начальной
и максимальной магнитной проницаемо-
сти. В магнитном поле, значительно пре-
вышающем коэрцитивную силу, мож-
но использовать формулу Ламона (1867)
C(Ms M) и Фрелиха (1881)
M H
a bH
, причем вторая формула сов-
падает с первой, если положитьa CMs 1/
иb 1/Ms. В области M >> Н можно при-
нятьB 0M и формула Фрелиха пе-
реходит в формулу Кеннели (1891)
1/ a- b-H, которую в области сильных
полей следует заменить на 1
1
a- b-H.
После преобразования формулы Ламо-
на и разложения в ряд по малой ве-
личине aMs /H получаем соотношение
M M aM
H
aM
H
s
s s
!
" #
!
"
##
1
2
, которое в
первом приближении совпадает с форму-
лой Вейсса (1910)M Ms(1 A/H).
Лит.: Бозорт Р. Ферромагнетизм. — М.:
ИИЛ, 1956. — 784 с. Кадочников А.И. Динами-
ческие петли магнитного гистерезиса. — Ека-
теринбург, 2007. — 288 с.
АРГУМЕіНТ в математике [лат. argumentum
знак, признак, содержание, довод] —
независимая переменная величина, от из-
менения которой зависит изменение дру-
гой величины, называемой функцией.
А. комплексного числа z — это угол
в тригонометрическом выражении
z r(cos jsin ). Впервые термин «А.»
для угла комплексной переменной ввел
Коши (1847). Выражение «А. функции»
раньше всего появилось в статье К. Ней-
мана (1862).
АіРМКО [ARMCO сокращ. от англ. American
Rolling Mill Company название аме-
риканской компании] — зарегистриро-
ванный товарный знак (США, 1947) ком-
пании «Армко Стил» (с 1999 г. — «АК
Стил») на продукцию черной металлурги,
в частности, на полосы и ленты.
АРМКО-ЖЕЛЕЗО [англ. Armco название
компании, где впервые начато промыш-
ленное производство технически чистого
железа] — устаревшее название техниче-
ски чистого железа, соответствует совре-
менному термину «нелегированная элект-
ротехническая сталь».
АСИММЕТРИіЧНАЯ ПЕТЛЯі МАГНИіТ-
НОГО ГИСТЕРЕіЗИСА — несимметрич-
ная петля магнитного гистерезиса.
АСИНХРОіННАЯ ЭЛЕКТРИіЧЕСКАЯ
МАШИіНА [гр. а… начальная часть слова
со значением отрицания и гр. synchronos
одновременный] — бесколлекторная
электрическая машина переменного тока,
у которой отношение частоты вращения
ротора к частоте тока в электрической
цепи, подключенной к машине, зависит
от нагрузки. Работа А.э. основана на
электромагнитном взаимодействии вра-
щающегося магнитного поля, созданного
системой трехфазного тока, подводимого
к обмоткам статора, и токами, возникаю-
щими в обмотке ротора при пересечении
ее проводников вращающимся полем.
Вращающееся магнитное поле можнопредставить в виде вектора результирую-
щей магнитной индукции, направление
которого непрерывно изменяется со вре-
менем (вращается вокруг оси статора с
постоянной угловой скоростью n1), а мо-
дуль вектора остается постоянным. Элек-
тромагнитное взаимодействие возможно
только при различной скорости вращаю-
щегося поля (n1) и ротора (n), поскольку
при равенстве этих скоростей магнитное
поле было бы неподвижно относительно
ротора и в его обмотках не наводились
бы токи. В режиме двигателя n 0 n1 в об-
мотке ротора возникает ток такого на-
правления, при котором сила, действую-
щая на обмотку ротора, увлекает его в на-
правлении вращения магнитного поля
(рис. А20а). При этом электрическая
энергия, подводимая к статору от сети, в
конечном счете, преобразуется в механи-
ческую энергию вращения вала. Скорость
вращения двигателя зависит от нагрузки,
причем она увеличивается при снижении
нагрузки, и на холостом ходу n прибли-
жается к n1. Если с помощью дополните-
льного двигателя разогнать ротор до ско-
рости n > n1, то направление вращения
магнитного потока относительно ротора
изменится на обратное. В соответствии с
этим изменится на обратное направление
тока в обмотках ротора и направление
силы, которая будет создавать тормозя-
щий момент вращению ротора (рис.
А20б). В этих условиях механическая
энергия, расходуемая дополнительным
двигателем на вращение ротора, преобра-
зуется в электрическую энергию тока, ко-
торая поступает в сеть.
Лит.: Костенко М. П., Пиотровский Л. М.
Электрические машины. В 2-х ч. Ч. 1. Маши-
ны постоянного тока. Трансформаторы. — Л.:
Энергия, 1972. — 644 с. Ч. 2. Машины пере-
менного тока. — Л.: Энергия, 1973. — 648 с.