Cтраница 2
Для практического использования эластичные магнитные материалы должны обладать сильным магнетизмом, сопоставимым с ферромагнетизмом элементов переходной группы таблицы Менделеева. Возникает вопрос - можно ли придать чистым полимерам свойства сильно магнитного вещества. Для чистых полимеров этого сделать не удается, так как тепловое движение легко разрушает ориентирующиеся во внешнем поле магнитные моменты отдельных электронов, атомов и молекул. Дезориентирующее действие теплового движения объясняется тем, что энергия теплового движения даже в сильном магнитном поле напряженностью Я107 А / м примерно в 15 раз больше ориентирующего воздействия магнитного поля при температуре 10 К - Именно поэтому полимеры имеют малую магнитную восприимчивость. [16]
В книге изложены основы получения и свойства магнитных композиционных материалов на основе каучуков, содержащих ферритовые наполнители. Рассмотрены электромагнитные свойства эластичных магнитных материалов в широком интервале частот и современные методы их контроля. Показаны преимущества эластичных магнитных материалов, сочетающих свойства эластомеров со свойствами твердых магнитных материалов, и описаны области их применения в технике и медицине. [17]
С химическим строением каучуков связана их способность образовывать пространственные системы с редким расположением поперечных связей. Поэтому при разработке эластичных магнитных материалов ( магнитных резин) применяются натуральный и синтетический изопреновый каучуки. Для условий, в которых необходимо сочетание заданных магнитных свойств с повышенной стойкостью к воздействию температуры, света, озона и агрессивных химических сред, целесообразно создавать магнитные резины с использованием этиленпропиленового и бутил - / Г каучуков. [18]
Авторы сочли своим долгом обобщить и проанализировать сведения по магнитным материалам, появившиеся в последние годы в литературе. В книге использованы литературные сведения об эластичных магнитных материалах и изложены результаты работ, проводимых в течение ряда лет в Ленинградском филиале НИИ резиновой промышленности и на кафедре технологии резины МИТХТ им. [19]
Из рис. 2.5 ясно, что увеличение магнитной проницаемости материала, с одной стороны, связано с понижением частоты основной дисперсионной области магнитного спектра, а с другой стороны, зависит от плотности феррита. Отсюда авторами был сделан вывод, что диапазон рабочих частот использования в технике эластичных магнитных материалов значительно шире, чем керамических ферритов ( см. гл. С физической точки зрения, более высокая частота основной дисперсионной области магнитного спектра объясняется тем, что в эластичном магнитном материале значительную часть объема занимает полимер. [20]
Практически существующие для диэлектриков методы измерения диэлектрической проницаемости на фиксированной частоте и комплексной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в широком диапазоне частот пригодны и для эластичных магнитных материалов. На рис. 4.11 приведены области применения различных методов [120], которые были использованы для оценки электрических характеристик магнитных резин. [21]
Таким образом, свойства эластомеров, наполнителей и взаимодействие между ними определяют свойства наполненных эластичных материалов. Широко применяемые в резиновой промышленности наполнители, такие, как углеродные сажи, коллоидная кремнекислота, минеральные наполнители, окислы металлов и др., непригодны для создания эластичных магнитных материалов. Дисперсионные металлические наполнители ( порошки) могли бы быть использованы для этих целей, но при использовании этих наполнителей материал полностью утрачивает свойства диэлектриков, необходимые, как правило, для резин и изделий с магнитными свойствами. Для получения эластичных магнитных материалов наполнитель должен одновременно сочетать в себе магнитные свойства с высоким удельным электрическим сопротивлением. Такими свойствами обладают ферриты - новый класс неметаллических оксидных магнитных материалов. [22]
Статическая магнитная проницаемость ц Ст, коэрцитивная сила Яс и магнитная индукция В при заданной величине напряженности магнитного поля являются основными характеристиками магнитных материалов. На рис. 4.4 приведена блок-схема баллистической установки для измерения этих характеристик магнитномягких резин. Свойства эластичных магнитных материалов измеряются на образцах кольцевой формы с прямоугольным сечением, так как основные расчетные формулы, которыми пользуются при определении цст, Не, В. Разность между наружным и внутренним диаметрами должна быть небольшой. Чем больше эта разность, тем больше различаются плотности намотки по наружному и внутреннему диаметрам образца. [23]
В книге изложены основы получения и свойства магнитных композиционных материалов на основе каучуков, содержащих ферритовые наполнители. Рассмотрены электромагнитные свойства эластичных магнитных материалов в широком интервале частот и современные методы их контроля. Показаны преимущества эластичных магнитных материалов, сочетающих свойства эластомеров со свойствами твердых магнитных материалов, и описаны области их применения в технике и медицине. [24]
Из рис. 2.5 ясно, что увеличение магнитной проницаемости материала, с одной стороны, связано с понижением частоты основной дисперсионной области магнитного спектра, а с другой стороны, зависит от плотности феррита. Отсюда авторами был сделан вывод, что диапазон рабочих частот использования в технике эластичных магнитных материалов значительно шире, чем керамических ферритов ( см. гл. С физической точки зрения, более высокая частота основной дисперсионной области магнитного спектра объясняется тем, что в эластичном магнитном материале значительную часть объема занимает полимер. [25]
Хотя ферриты не являются металлическими материалами, они обладают хорошими магнитными свойствами; одновременно они служат электрическими изоляторами. Сочетание хороших магнитных свойств с высоким удельным электрическим сопротивлением является основанием для выбора ферритов в качестве исходных материалов при получении магнитных наполнителей для эластичных магнитных материалов с электроизоляционными свойствами. [26]
Таким образом, свойства эластомеров, наполнителей и взаимодействие между ними определяют свойства наполненных эластичных материалов. Широко применяемые в резиновой промышленности наполнители, такие, как углеродные сажи, коллоидная кремнекислота, минеральные наполнители, окислы металлов и др., непригодны для создания эластичных магнитных материалов. Дисперсионные металлические наполнители ( порошки) могли бы быть использованы для этих целей, но при использовании этих наполнителей материал полностью утрачивает свойства диэлектриков, необходимые, как правило, для резин и изделий с магнитными свойствами. Для получения эластичных магнитных материалов наполнитель должен одновременно сочетать в себе магнитные свойства с высоким удельным электрическим сопротивлением. Такими свойствами обладают ферриты - новый класс неметаллических оксидных магнитных материалов. [27]
Важной характеристикой, позволяющей определять когезионную прочность резин с ферритовыми наполнителями, является прочность на раздир, характеризующаяся удельной энергией раздира. Принято [125], что удельная энергия раздира - это энергия, затрачиваемая на образование единицы свободной поверхности при раз-дире. Эта энергия не равна, однако, поверхностной энергии, поскольку процесс термодинамически необратим, и большая часть энергии, затрачиваемой пои деформировании резины в вершине растущего надоеза. Особенность испытания на раздир состоит в том, что напряжения вследствие искусственно создаваемой концентрации всегда локализуются в некотором определенном, очень малом объеме, расположенном в вершине растущего надреза. Отсюда следует, что сопоставление результатов испытаний на раздир и разрыв эластичных магнитных материалов должно производиться с учетом существенного различия в размерах деформируемых объемов. [28]
В промышленности в настоящее время существуют два технологических процесса изготовления эластичных магнитов. По первому технологическому процессу получают материалы, представляющие собой композиции на основе натурального или синтетического каучука с порошком феррита бария. Резиновая смесь изготавливается на вальцах. Перед шприцеванием готовая смесь разогревается. Разогретая резиновая смесь подается на шприц-машину, на которой производится профилирование эластичного магнитного материала в изделие практически любой формы. Полученные профили помещаются в вулканизационный котел, вулканизуются, а затем намагничиваются. Этот технологический процесс производства эластичных магнитов имеет ряд недостатков - низкая производительность смесительного оборудования, наличие малопроизводительных ручных операций, отсутствие поточности технологического процесса. [29]
Наиболее рациональным путем получения эластомерных материалов с заданными магнитными свойствами является создание композиционных материалов, состоящих из каучуков и различных наполнителей, в том числе ферромагнитных. Такие материалы могут сочетать высокоэластические свойства, присущие эластомерам, с магнитными свойствами наполнителей. В качестве наполнителей используют порошки из ферромагнитных, ферримагнитных материалов и редкоземельных элементов. Такие наполнители, как и любые ферромагнетики, по своим магнитным свойствам разделяют на маг-нитотвердые и магнитомягкие. В соответствии с тем, какие наполнители использованы при их изготовлении, все эластичные магнитные материалы также можно разделить на два класса: магнитомягкие и магнитотвердые резины. Особое внимание при использовании ферромагнитных наполнителей должно быть обращено на их удельную поверхность ( или размер частиц), так как уровень магнитных свойств композитного материала существенно зависит от этого показателя. [30]