• Что такое фактурная штукатурка
• Выбираем сухие строительные смеси
• Преимущества напряженного железобетона
• Что влияет на выбор кровельного материала
• В чем преимущество пробковых полов

MgCl2-6HaO- -MgCla-2HaO при t 150° (1) MgCl2-2H30->MgCIa-HaO 226° (2)

MgCl2-H20->2MgCla-MgO-H20 280° (3) 2MgCl2-MgO-HaO->MgO.MgCla 465° (4) В результате получается неплавкая хлор-окись М;, которая совершенно непригодна для электролиза.

В настоящее время обезвоживание хлористого магния производится следующими способами: 1) действием на него хлористого аммония, 2) действием сухого хлористого водорода и 3) действием хлора на смесь, состоящую из частично обезвоженного MgClg с углем или каким-нибудь углеродистым материалом. Все эти способы требуют наличия повьппенной t° (350-600°), и какой бы из них ни применялся-полный цикл обыкновенно состоит из трех последовательных стадий. Сначала шестиводный хлористый М., согласно реакции (1), превращают в двух-водный продукт. Эту операцию производят прямым нагреванием материала на сковородах, в чренах или вращающихся сушилах, при t° не выше 180°. Иногда применяют продувание сухим воздухом при тех же Г-ных условиях. Дальнейшее удаление воды достигается различно в зависимости от принятого способа. В случае применения хлористого аммония смесь его с двухводным хлористым М. нагревают, постепенно повышая t°; при этом удаляется вода, и образующиеся согласно реакциям (3) и (4) хлорокиси действием хлористого аммония превращаются обратно в хлористый М. В результате получается безводный продукт, при дальнейшем повышении Г до 711° (третья стадия обезвоживания) плавящийся в прозрачную легкоподвижную жидкость, которая и применяется в качестве электролита. Избыток взятого хлористого аммония улетучивается; он м. б. уловлен в соответствующем конденсаторе и вновь пущен в дело. Анализ MgClg, полученного таким способом, показывает, что продукт является весьма чистым: он содержит 96,7% MgCla, 0,8% CaCla, 0,5% NaCl, 0,8% KCl и 0,8% нерастворимого остатка. В случае обезвоживания при помощи хлористого водорода последний пропускают через находящийся в соответствующей реторте нагретый MgCl2-2H20. Применяется также и способ Hulin, согласно которому удаление воды производится совместньш действием тепла и НС1, получаемого сжиганием в печи газообразной смеси хлора и водорода. Этот способ также дает весьма чистый хлористый М., ибо образующаяся в процессе обезвоживания хлорокись магния действием НС1 переводится обратно в хлористую соль. В случае применения хлора его пропускают через смешанный с углем двухводный хлористый М. при t° до 600°. Возможность об-разовая хлорокиси здесь устраняется наличием хлора и водяного пара (получаемого в процессе обезвоживания) в присутствии угля. Приготовленный двумя последними способами безводный хлористый М. представляет пористую кусковую массу, которая энергично поглощает влагу из воздуха; вследствие этого продукт до электролиза должен обязательно подвергаться плавлению. Безводный плавленый MgClg стараются получить в возможно больших кусках, чтобы

при укупорке или вскрытии тары-во всех случаях, когда MgClg хотя бы на короткое время соприкасается с воздухом,-влияние влаги было минимальным.

Нек-рые з-ды, в особенности германские, а в последнее время и американские, применяют в качестве электролита или безводный карналлит или двойную соль хлористого М. и хлористого натрия. Удаление кристаллизационной воды из указанных двойных солей достигается значительно легче, чем из чистого хлористого М. Здесь достаточно, после предварительного высушивания до двухводного продукта описанным выше способом, дальнейшее его нагревание при постепенном повышении температуры до 450°; при этой t° смесь безводных солей плавится, после чего некоторое время ее выдерживают в расплавленном состоянии, чтобы дать возможность взвешенным в расплавленной массе частицам окиси и хлорокиси магния осесть на дно.

Применяемые в качестве электролита хло-pncTbrfi М. или карналлит должны содержать возможно меньшее количество вредных, примесей, как то: окиси и хлорокиси М., сульфатов, кремнекислоты и особенно соединений железа. Для разрушения сульфатов после расплавления безводных солей в тигель засыпают некоторое количество угольного порошка. При перемешивании массы, напр. угольным стержнем, происходит восстановление сернокислых солей, в результате чего образуется окись М., к-рая осаждается на дно тигля; тогда совершенно прозрачный электролит осторожно сливают с осадка. К электролиту необходимо добавлять до 5% фтористого кальция, что способствует соединению отдельных капель М., получающихся в результате электролиза, в более крупные болотца и повышает уд. в. электролита, облегчая всплывание металла на поверхность.

Приготовленный тем или иным способом безводный хлористый М. или карналлит подвергают электролизу. Процесс ведется в аппаратуре различного типа. Детали способов держатся предприятиями в строжайшем секрете. На фиг. 1 представлена ванна американского типа для электролиза двойной хлористой солиМ. и натрия. Котел литой стали А диам. ок. 50 ем помещен в небольшой печи В с угольным отоплением. Этот котел служит катодом-на. его стенках во время электролиза осаждается М., всплывающий на поверхность. Верхняя часть котла накрыта колпаком С из огнеупорного материала. Нижней кромкой колпак лежит в кольцевом углублении, заполненном порошкообразным материалом (напр. NaCl), препятствующим прониканию хлора наружу. В центральной части колпака имеется отверстие, сквозь к-рое проходит в ванну графитовый анод D диам. 15 см. Труба Е соединяет колпак с магистралью и служит для отвода хлора. Через отверстие F, сбоку снабженное заслонкой, производится извлечение металла из ванны и добавление свежего MgClg по мере его израсходования. Вычерпывание магния из ванны производится при помощи перфорированной железной ложки (диам, дыр 0,8 мм). Ванна работает

при силе тока в 2 20б А; напряжение 6-9 V; наивыгоднейшая темп-ра 700-725°. Суточная производительность-18 иг М., что отвечает выходу по току в 75% и удельному расходу энергии 22- 23 kWh. Удельный расход MgCla-eiHaO составляет ок. 15 г. Магний, полученный из карналлита ил и из двойной соли с хлористым натрием , содержит нек-рую при-

фиг. 1.

месь калия или натрия (0,1-1,15%); способствующую коррозии; поэтому металл подвергают рафинировке влажным воздухом с целью удаления щелочного металла и разложения включений электролита. Применение MgClg вместо карналлита дает М. очень высокой чистоты, не требующий переплавки. В состав металла, полученного прямо из ванны, входят: 0,04% Si, 0,02% Fe, 0,07% Al, 0,03% CI, остальное-Mg.

Другой метод электролитич. получения М.-электролиз окиси М., растворенной (и гл. обр. взвешенной) в расплавленной смеси фтористых солей магния, бария и натрия- представляет преимущества по сравнению <; электролизом хлорида в том отношении, что здесь отпадает сложная и дорогая операция обезвоживаш^я электролита. Углекислый магний (см. Магния соединения), встре-чаюпщйся в природе в виде минерала магнезита в достаточно чистом состоянии, путем прокаливания легко превращается в -окись магния. Растворимость MgO в указан, смеси крайне невелика-всего 0,1% при 050°; ббльшая часть окиси находится в элек-тролите^во взвешенном состоянии. Поэтому электрический ток в первую очередь разлагает MgFg. Образующийся фтор, встречая MgO, реагирует с нею, вьщеляя кислород; при этом MgFa регенерируется:

MgFs = Mg+Fa; 1 MgO+Fa = MgFa-t-O.

В результате получается магний и кислород, сжигающий угольные аноды, как и в

Удельный расход

алюминиевом производстве (см. Алюминий). Ванна, применяемая в этом процессе, изображена на фиг. 2. Стальной котел в виде корыта А имеет проходяпще сквозь его дно 4 стальных катода В. Аноды D расположены, в средней части ванны двумя рядами. Для разделения анодного пространства от катодного вдоль ванны проложены двумя параллельными рядами железные трубки С, охлаждаемые изнутри про-точнрй водой. На них нарастает корка застывшего электролита, образующая своеобразную диафрагму. Равным образом подобной коркой покрьшаются изнутри и стенки ванны вследствие их охлаждения снаружи воздухом. Получающийся М., будучи легче электролита, . всплывает на поверхность в пространстве между диафрагмами и стенками ванны, откуда он периодически извлекается. Ванны потребляют от 9 ООО до 16 ООО А и работают под напряжением 9-16 V. Выход по току около 50%, удельный расход энергии около 40 kWh. окиси М. составляет 1,7 кг и электродов 0,5 кг (значительно выше теоретич. цифры). Оптимальная t° процесса 900-950°. По имеющимся сведениям этотспособ теперь оставлен вследствие его нерентабельности.

Из других возможных способов получения М., кроме электролитических, следует указать на методы, связанные с восстановлением окиси М. при высокой i°. Работы Всесоюзного института металлов, проведенные в лабораторном масштабе, с применением в качестве восстановителя сплавов кремния с алюминием, дали весьма обнадеживающие результаты.

. Производство металлич. М. в настоящее время имеется в Германии (ок. 80% мировой продукции), США, Франции, Англии и Швейцарии и исчисляется несколькими тыс. т в год при стоимости металла около 4 ООО- 4 500 руб. - за т. В СССР производства металлического М. не существует. Условия для организации этого дела ныне представляются особо благоприятными, так как страна располагает неисчерпаемьвш запасами сырья. Чрезвычайно мощные залежи карналлита (не содержащего сульфатов), несколько лет тому назад открьггые в Пермском районе вблизи г. Соликамска, смогут дать миллионы m хлористого магния. Равным образом Сакское озеро, уясе в течение около 10 лет являющееся поставщиком этой соли на внутреннем рьшке, без труда может расширить свое производство до масштаба десятков тысяч т в год. Наличие другого фактора-электрической энергии-при ведущемся строительстве ряда мопщьгх гидроцентралей можно считать обеспеченным.

Лит.: Ф е д о т ь е в П. П., Электрометаллургия, ч. 2, Л., 1923; Антипин П. Ф. и Моисеев А. А., О восстановлении окиси магния аммонием и кремнием, Журнал прикладной химии . Л., 1925, т. 2, вып. 1-2, стр. 45; L о г е п z R., Elektrolyse geschmolzener Salze, Т. 1-2,Monograph!en tiber angew. Elektrochemie, B. 20-21, Halle a/S., 1905; B 1 1 1 it e г J., Technische Elektrochemie, B. 3-Die Elektrolyse feuerfltissiger Schmelzen, Halle a/S., 1918; R e-gelsbergerF., Chemische Technologie d. Leicht-metalle u. ihrer Legierungen, Lpz., 1926; Ruff 0. u. в u s с h W., Darstellung d. Magnesiums aus Mag-nesiumoxydhaltigen Schmelzen, Ztschr. f. anorg. u. allg. Chemie , Lpz., 1925, B. 144, p. 87; G г u b e G., Darstellung d. Magnesiums aus Magnesiumoxydhalti-gen Fluoridschmelzen, Zeitschrift der Elektrochemie*, Lpz., 1927, H. 11; Harvey W. C, Production of Metallic Magnesium from Fused Salts, Transactions of the American Electrochemical Society*, N. Y., 1925, v. 47,p. 327. П. Антипин.

МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ, нарушение в распределении геомагнитных элементов на участке земной поверхности, выражающееся в б. или м. значительном отклонении наблюдаемых величин элементов земного магнетизма (см.) от тех значений их, к-рые были бы свойственны данному району в предположении, что его геомагнитные элементы обязаны общему магнетизму земного шара. Земля, имеющая вокруг себя магнитное поле,-меняющееся от одной точки поверхности земного шара к другой, м. б. рассматриваема как тело ТТ (фиг. 1), которое намагничено бесконечно малым магнитом ws, помещенньпл

в центре земного шара, причем ось этого магнита NS, соединяющая два полюса, составляет с осью вращения земли 00 угол, равный 11°. Магнитные силовые линии А, В такого магнита, изображенные пунктирными линиями, идут от северного полюса магнита к южному в направлении, отмеченном стрелками. Можно показать, что величины элементов земного магнетизма горизонтальной составляющей магнитной силы, а также склонения и наклонения получают при такой гипотезе хорошее совпадение с действительностью, и линии, соединяющие точки земной поверхности с равной горизонтальной составляющей, с равным склонением и равным наклонением, м. б. выведены теоретически. На каждой магнитной параллели, представляющей собой сечение поверхности земли плоскостью, параллельной магнитному экватору, лежащему перпендикулярно к оси бесконечно малого магнита, находятся точки, в которых вертикальная составляющая магнитной силы, горизонтальная составляющая и наклонение имеют постоянную величину. Склонение, равное углу между магнитным

меридианом и географич. меридианом, дает более сложную картину, однако и оно может быть теоретически вычислено, если принять однородность условий намагничивания на всей земле.

Земля представляет собой на самом деле не однородное тело; в различных точках ее поверхности наблюдаются отклонения от указанного вьппе простого теоретич. распределения магнитных силовых линий. Места, где эти отклонения элементов земного магнетизма достигают значительных величин, носят название магнитных, аномалий; по б. ч. эти аномалии зависят от присутствия рудных залежей под землей. В нормальных условиях изоклины и изодинамы Z и Н (см. Земной магнетизм. Изолинии) представляют собой линии, параллельные экватору. Если аномалия достигает известного размера, то изодинамы и изоклины представляют собой замкнутые фигуры на поверхности земли (фиг. 2), причем иногда имеется точка А, к к-рой направлены силовые линии и F аномального поля около этой точки А. Изогоны представляют собой в этом случае сложную картину, давая самые разнообразнью углы л-с магнитным меридианом. Для определения аномалий всего удобнее пользоваться или вертикальной составляющей или наклонением; возможно также пользоваться горизонтальн. составляющей .Какука-зьшалось вьппе, ббльшая часть аномалий зависит от залежей магнитных рудных пород* Если имеется вы-янутая залежь R (фиг. 3), намагниченная под влиянием земного поля FF, то два полюса этой залежи, южный S и северный JV, действуют на поверхности земли АВ, создавая каждый свое магнитное поле, дающее в сумме с нормальным полем картину аномального распределения магнитных силовых линий. Особенно простые условия получаются, если имеется длинная тонкая залежь, у которой второй полюс (северный) расположен далеко от поверхности АВ (фиг. 4), так что его действием можно пре-

небрегать. Тогда только южный полюс Sf действует на магнитную стрелку, помещенную на поверхности земли; в этом случае можно следующим простым способом определить глубину залегания этого полюса. Магнитная стрелка в разных местах .горизонтальной поверхности земли АВ притягивается полюсом S с разной силой, и если взять точку Q и точку Р, в которых наклонение равняется 45°, или горизонтальная составляющая Н равняется вертикальной

составляющей Z, то расстояние между точками Q и Р будет равно двойному расстоянию RS точки R, находящейся на поверхности земли, от полюса рудной залежи S. Расстояние RS можно также найти, если измерить расстояние от очки Q, где наклонение равняется 45°, до точки R, где наклонение равно 90°. Этот способ приводит к тому же самому резу.11ьтату. Эти методы позволяют в большом числе случаев определять глубину залежей, в особенности если залежи, как например на Урале, являются неглубокими.

В тех случаях, когда искомый объект находится на значительной глубине или имеет значительные размеры по сравнению с его расстоянием от земной поверхности, определение этой глубины залегания указанным вьппе способом приводитк большим ошибкам и потому приходится пользоваться более сложными приемами расчетов. Эти последние требуют введения дополнительных гипотез относительно характера намагничивания искомого тела и его формы (последняя гипотеза м. б. сделана на основании геологич. соображений). Эти гипотезы дают возможность получить нек-рые математич. зависимости между элементами, характеризующими залежь (размер и положение относительно земной поверхности), и величиной создаваемого ею магнитного поля. Соотношения эти можно рассматривать как ур-ия относительно неизвестных элементов залежи, в к-рых величины, характеризующие магнитное поле, определяются непосредственно из измерений. После выполнения соответствующего ряда измерений, теоретически представляется возможным найти искомые неизвестные. Однако в виду большой сложности получаемых ур-ий приходится прибегать к б. или м. искусственным приемам и в частности к помощи механич. решения задачи при помощи специальных приборов, подобных планиметру, или путем предварительного изучения магнитного поля на модели. Существует также метод, предложенный Лазаревым для исследования глубоко лежащих залежей, состоящий в изучении изменения поля с высотой; между прочим этот метод был применен для определения глубины залегания руд в районе Курской М. а. Он состоит в следующем. Пусть имеются точки А, В, С (фиг. 5), расположенные на вертикальной линии, и пусть глубоко под поверхностью земли QQ лежит полюс S залежи; влиянием же полюса JV залежи вследствие большой глубины (в данном примере) залегания можно пренебречь. Тогда, если эта залежь является цилиндрической, причем ось цилиндра R расположена параллельно поверхности земли, то полюсы действуют в точках А, В, С с силой, обратно пропорциональной расстояниям SA, 8В, SC. Эти силы будут

выражаться т. о.: в точке А сила = -, в точке В сила = - и в точке С сила = ,

а з

где а-константа. Данные выражения можно преобразовать, обозначив расстояние SD через R, а расстояния AD, BD и CD соответственно через bi, Ъ^, Ъ^; тогда

Д + Ьз

Фиг. 5.

И отсюда:

Fii?-fFibi==a, FR + Fia, FR + Fb==a. В приведенных ур-иях неизвестны R vi а; двух ур-ий достаточно, чтобы определить а и R. Выгодно пользоваться однако ббльшим числом ур-ий для проверки величины R. В отдельных частных случаях, как напр. при изучении Курской аномалии, возможно применение следующего способа. Изучается намагничивание стального долота, которое применяется для бурения в данном месте, -hH*1-ft

Долото по мере углубления буровой скважины намагничивается под влиянием увеличения поля, создаваемого залежью, все больше и больше. Исследуя на разных глубинах намагничивание долота, можно определить поле в любой точке нахождения долота и отсюда определить расстояние этой точки от залежи и следовательно глубину залегания.

Кроме М. а., вызванных присутствием магнитных масс, могут быть и М. а., вызванные присутствием электрич. токов. Такой ток можно себе представить, если вообразить, что мы имеем гранитный остров JJ (фиг. 6), находящийся поблизооти от материка СС. Пусть в острова имеется трещина АВ, заполненная рыхлыми породами, пропитанными водой; тогда менее концентрированная вода моря, заключенная Фиг. 6. между материком и ост-

,ровом, и более концентрированная вода океана создадут токи, которые обязаны явлению диффузии и идут вдоль щели. Эти токи являются причиной аномального магнитного поля. Как было-показано Лазаревым, если имеется ток, проходящий внутри земли (фиг. 7) в направлении, параллельном ее поверхности SS (перпендикулярно чертежу в точке а), или если имеется ряд магнитных полюсов одного знака, расположенных вдоль той же самой линии на той же глубине, то характер изменения вертикальной и горизонтальной составляющих магнитной силы в направлении SS может быть представлен двумя линиями ABC и DEFG. Для залежи вертикальная составляющая Z представляется линией ABC, горизонтальной составляющей будет линия DEFG. Для электрич. тока, наоборот, линия ABC будет представлять собой горизонтальную составляющую, а линия DEFG будет представлять вертикальную составляющую. Т. о. на основании сказанного, по характеру изменения вертикальной и горизонтальной составляющих можно решить вопрос.

Океан

Фиг. 7.

является ли причина аномалии материальной или нематериальной (электрической). Аномалию нематериального характера можно подозревать в Японии в области Fossa Magna, где условия, описанные выше, осуществляются на одном из островов.

Лит.: Труды Магнитно-гравитационного отдела Особой комиссии по исследованию Курской магнитной аномалии, М., 1920-26; А m Ь г о п п R., Methoden й. angewandten Geophysik, Dresden-Lpz., 1926; Н a a 1 к Н., Die magnetische Verfahren der angewandten Geophysik, в., 1927; в a г t e 1 s J., Erdmagnetische Auf--schlussverfahren, Lehrbuch der Geophysik, iu-sg. von B. Gutenberg, В., 1926-28. П. Лазарев.

МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ, см.

МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ, см. Жо-

гнетшм.

МАГНИТНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ изучает магнитные спектры, т.е. пассивные (абсорбционные и дисперсионные) спектры ферромагнитных веществ. Установлено, что в ультрафиолетовых, световых и инфракрасных волнах до 25 микронов магнитная проницаемость /г= 1. В области сантиметровых волн магнитные свойства претерпевают существен, кризис: уже в волнах длиной 10 см магнитная проницаемость железа приобретает значение в несколько десятков единиц, которое в слабых полях удерживается и в -области более медленных колебаний, вплоть до постоянных полей. Так же ведет себя и никель. В метровых волнах и радиочастотах многими авторами найдены в железе и никеле резкие полосы магнитной диспер--сии. В, области малых частот (периоды порядка секунды) мягкое железо обнаруживает т. н. магнитную вязкость, или магнитное последействие, обуслрвливающее зависимость проницаемости от периода и в очень малых частотах (см. схему магнитн.спектра на фиг.).

При исследовании поведения различных ферромагнитных тел в магнитных перемен-

1м

1т

1д Л

ных полях непосредственно влияет на процесс не одна проницаемость /л этих тел, а и их магнитная проводимость е; последняя представляет собою особую величину, характеризующую отставание магнитной индукции от магнитного поля и связанную с этим потерю энергии. В случае обычного магнитного гистерезиса величина q вычисляется по площади петли гистерезиса Q так:

где Но-амплитуда магнитного поля периода Т. Индукция от поля запаздьшает на угол -fp = arc tg 2QTIfi. Совместное влияние /W и g на электромагнитный процесс, протекающий в ферромагнитн. металле, сказывается в том, что непосредственно получающаяся из опыта величина проницаемости имеет разное значение в зависимости от способа определения: это будет или кажущаяся проницаемость

хде q =2qT, или кажущаяся проницаемость

Если определяют проницаемость по увеличению магнитного потока при внесении железных проволок в магнитное поле, то по исключении действия токов Фуко получают Ип, и-к играет роль при вычислении сопротивления железных проволок переменному току, в то время как при вычислении их самоиндукции пользуются То и другое относится к случаю сильно развитого скин-эффекта; в других случаях влияние q на электромагнитный процесс учитьгоается иначе.

Введение магнитной проводимости g предполагает применение максвелловых ур-ий в следующей симметричной форме (Аркадьев)

rot Н = Е -Ь -

-rot.E7 =

с

4п Q

с' dt

ц дН

С - с dt

Исходя из них, можно решить ряд задач, касающихся разных случаев протекания электромагнитных процессов в ферромагнитных металлах: вопросы образования токов Фуко в трансформаторной жести и в других телах, вопросы применения железных проводов для переменного тока и пр.

В области медленных полей мягкие магнитные материалы обнаруживают много обпщх свойств с дшлектриками, весьма медленно поддаваясь действию поля (магнитная вязкость, или магнитное последействие). Проницаемость здесь иногда уменьшается в сторону коротких волн; величина, характеризующая гистерезис (магнитная проводимость), может в этой области периодов (порядка минуты) иметь максимум. В этой области, как в области больших частот, мы имеем противоречивые данные: одни авторы обнаруживают в ферромагнетиках ряд аномалий и спектральных полос, подобных тем, к-рые мы имеем в диэлектриках; другие их не обнаруживают. В области сантиметровых терновых волн магнитные свойства быстро падают и магнитная проницаемость принимает значения, близкие к единице, сохраняя это значение в области инфракрасных и еще более коротких волн вплоть до рентгеновых. Это значит, что магнитные свойства железа и других ферромагнетиков испытывают кризис в области сантиметровых волн.

Ы Лит.: Хвольсон 0. Д., Курс физики, том дополнительный, ч. 2,гл. 17, М.-Л., 1926; Введенский Б. А. и Ландсберг Г. С, Современное учение о магнетизме, гл. И, М.-Л., 1929; Аркадьев В. К., Магнитная спектроскопия, Труды ГЭЭИ , М., 1924, вып. 4; Успехи физич. наук , М.- Л., 1928, т.8, вып. 2, стр.194; Сборник, посвященный десятилетию Моск. магнитной лаборатории, М., 19-29; ТрудыГЭЭИ , М., 1926,вып. 15; Ermolaeff А., Archiv fiirElektrotechnik*, В., 1929. В. Арнадьев.

МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, группа ферромагнитных материалов (Fe, Ni, Со и сплавы с ними),.технически применяемых в электропромышленности (электромашиностроение, постоянные магниты, кабельное дело, техника слабых токов и др.).* Различают

При характеристике материалов применены обозначения: /И-магнитная проницаемость, -магнитная восприимчивость, -начальная магнитная проницаемость, fimaai-максимальная магнитная проницаемость; Не-коэрцитивная сила, Вг и Р'г -остаточная индукция в замкнутой и разомкнутой магнитной цепи, Bg=B-H-внутренняя индукция при насыщении, Qh-потеря на гистерезис, J-напряженность намагничения, Q-кудельное электрическое сопротивление, aw-ампер-витки.

МЛГНМТШЫЕ МЛТЕРИА ЖЫ

две резко отличающиеся группы материалов: парамагнитные и диамагнитные и как частный случай парамагнитных-ферромагнитные. Для диамагнитных J < О, для парамагнитных J > О, для ферромагнитных значение J очень велико. Соответственно для первых /и<1, 5<<0, т. е. если диамагнитный материал помещен в магнитное поле, он намагничивается в направлении, обратном магнитному полю. Для пара-и ферромагнитных материалов jU > 1, > О, причем для последних [л значительно больше едишщы. Техническое применение имеют почти исключительно ферромагнитные материалы. В свою очередь ферромагнит-вые материалы можно разделить на магнитно-твердые, которые имеют относительно Меньшую ц, но после намагничения устойчиво сохраняют магнетизм', и на магнитно-мягкие, к-рые намагничиваются более легко, но магнетизм их неустойчив и под влиянием внешних магнитных полей небольшой величины они легко перемагничиваются. К магнитно-мягким материалам относятся: Fe и сплавы с ним при небольшом содержании примесей, Ni, Со, а также никелевые и кобальтовые сплавы с Fe. Главными представителями магнитно-твердых материалов, имеющих практическое применение, являются магнитные стали в закаленном состоянии, идущие на приготовление постоянных магнитов.

Железо и сплавы с ним. Практическим, м. всегда представляют собой сплавы железа с тем или иным количеством неизбежных примесей. Наиболее чистым железом являются электролитическое и особенно плавленое и отожженное в вакууме. Иенсену за по- следнее время (1928 год) удалось получить исключительно чистое электролитическ. Fe, плавленое и отожженное в вакууме, содержащее лишь несколько тысячных долей процента углерода и следы S, Р, Si, Мп и О, обладающее очень высокими магнитными свойствами []. Магнитные характеристики этого железа приведены в табл. 1, а также на фиг. 1 и 2 (где кривая 1-электролитич, Fe, отожженное в вакууме, 2-гицерник, 3- пермаллой, 4-железо Armeo). Из промышленных сортов Fe наилучшими магнитными свойствами обладает американское Агшсо

Т а б 2.-с одеряание примесей в различных сплавах железа в%.

Влияние примесей. Углерод уменьшает и Bg, увеличивает Не и и являет-

1,0 IJ5

Фиг. 1.

СЯ наиболее вредной примесью для магнитно-мягких материалов. Подобное же влия-

Т а б л. 1.-М агнитные характеристики различных сортов железа.

Iron, изготовляемое в мартеновских печах. Количество примесей в нем около 0,16%. Характеристики см. табл. 2, а также фиг. 1- 5 (на фиг. 3 кривая 1-железо Агшсо, 2- 78,5%-ный пермаллой, закаленный на воздухе, 3-то же, отожженный).

т. Э. т. XII.

ние оказывает и кислород. Для магнитно-твердых материалов известное количество С необходимо, так как он придает магнитную устойчивость материалу. Марганец, в небольших количествах (ок. 0,5%), добавляемый к металлу как раскислитель, оказы-

вает благопр^аятное действие, освобождая железо от растворов окисей железа, вредных для магнитно-мягких материалов. Как немагнитное вещество, он в то же время понижает ц и Eg, увеличивает Я и Q . Для некоторых сортов магнитно-твердых материалов умышленно добавляют до 4-5% Мп, г

0J0 0J5 еаусш

Фиг. 2.

способствующего образованию мартенсита (см.). Сплав с содержанием ок. 12% Мп почти немагнитен при комнатной t°.P я S в отношении магнитных г а также и механич. свойств оказывают вредное влияние даже в небольших количествах. Si в малых количествах заметного влияния на магнитные свойства не оказьшает. Сплавы с 1,0-4,5% Si широко применяются для изготовления листовой электротехнич. стали (см. ниже). Si увеличивает /* при небольших индукциях

Н ауссы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

О 0,2 0,4 0.6 0.8 1.0 Ч гауссы Фиг. 3.

(до 11 ООО гауссов) и уменьшает при более высоких. Насыщение также падает с увеличением Si, Q увеличивается. Сплавы с содержанием Si больше 4,5% практич. применения не находят. Влияние А1 на магнитные свойства подобно Si: Яд, иуменьшаются, Q увеличивается. W, Сг, Мо и Со добавляют при изготовлении стали для по-стояйных магнитов. Со и Ni в больших ко-

личествах в сплавах с железом обусловливают исключительно ценные магнитные свойства (см. Никель и Кобальт); в малых количествах примеси их не оказывают благо* приятного влияния.

Углеродистые сплавы железа. Практически находят наибольшее применение нижеследующие сорта.

1) Литая, или динам пая, сталь для ярм электрическ. машин. Более мягкие сорта содержат до 0,15% С, более твердые- до 0,25% С, остальных примесей не больше 1%. В табл. 3 даны их характеристики по немецким нормам [2]. Удлинение относится

к образцам длиной I = 5,65 \/S в лш, где S- сечение образца в лш .

Табл. З.-Х арактеристики литой (динамкой) стали.

2) Кованые стали с разным содержанием С применяются гл. обр. в динамо-строении. Кованая сталь более однородна и обладает лучшими магнитными свойствами по сравнению с литой. В табл. 4 приведены характеристики типичных кованых сталей в отожженном состоянии. Удлинение и ударная работа даны для образцов, вырезанных в продольном направлении.

Табл. 4.-Характеристики кованых сталей.

3) Легированные конструкционные стали применяются в тех случаях, когда от изделия требуется большая механич. прочность и хорошие магнитные свойства. В табл. 5 даны характеристики легированных сталей [2]. Механич. свойства относятся к продольным образцам, удлинение- к образцам длиной l = 5,65j/S в мм, где S-сечение образца в мм.

Чугун как М. м. не представляет большой ценности вследствие сравнительно низких магнитных свойств. Достоинство его- низкая стоимость и легкость отливки сложных форм. Магнитные свойства в сильной степени зависят от хим. состава и обработки. Практически находит применение лишь

Табл. 5.-X ар акт ери сти к и легированных конструкционных сталей.

серый чугун. Химич. состав и магнитные характеристики даны в табл. 1 и 2 и на фиг. 4, где кривая 1-электролитич. Fe, отожженное в вакууме; 2-железо Агшсо;5- мягкая сталь; 4-ковкий чугун американский черный; 5-то же, частично отбеленный; б-ковкий чугун европейский; 7- обычный серый чугун отожженный; 8-то же неотожженный. Ковкий чугун разделяется на европейский и американский. Последний разделяется на два сорта: черныйи частично отбеленный. Европейский чугун мало отличается от обьганого серого чугуна. Наилучшими магнитными свойствами обладает черный американский. Магнитные свойства зависят от толщины стенок изделия - чем тоньше стенки, тем лучше свойства. Хим. сост. его дан в табл. 2; магнитные характеристики приведены в табл. 6 и на фиг. 4

Табл. 6.-Магнитные характеристики ковких чу Гунов.

Никелевые сплавы. Сплавыс большим содержанием никеля, выше 30%, получили название пермаллоев (Permalloy) и как разновидности-м у м е т а л л, гиперник (Mumetal, Hypernik). Сплавы эти характеризуются высокой магнитной проницаемостью в области слабых магнитных полей и малыми потерями на гистерезис. Сплавы приготовляют в печах высокой частоты, применяя электролитические Ni и Fe. Наиболее ответственной операцией является термич. обработка, которую следует проводить с изделиями в готовом виде, т. к. всякая механич. обработка сильно ухудшает магнитные свойства. По данным Эльмена [*] наилучшие магнитные свойства обнаруживаются после двойной термической обработки: нагрев в электрич. печи при t° 900- 1 ООО** в течение 1 часа; охлаждение вместе с печью до комнатной t° со скоростью ок.

1,5° в минуту в интервале 700-400°; затем вторичное нагревание при 600° в течение 15 мин., после чего охлаждение со скоростью 20° в ск. на медной плите. Скорость охлаж-

Фиг. 4.

дения имеет большое влияние на величины /*о и /Лтах- Наибольшая /<о получается при охлаждении ок. 20° в ск., наибольшая /г^ах- при охлаждении 80° в ск. Наиболее высокие магнитные свойства имеет сплав с 78,5% Ni. Примерный хим. состав пермаллоя приведен в табл. 7.

Табл. .7.-Примерный химический состав пермаллоя (в %).

= Появившийся за последнее время в Англии (International Standard Electric Corporation) сплав под названием пермаллой С (хим. состав ве указан) в отношении магнитных характеристик подобен сплаву с 78 % Ni. Магнитное насыщение его несколько меньше. Термически я обработка значительно проще- нормальный процесс обжига. Сплав с 50% Ni также не требует сложной термич. обработки. Наилучшие результаты получаются при нагревании в атмосфере водорода при 1 ООО-1 200°. Электрич. сопротивление выше, чем у сплавов с более высоким содержанием Ni. В Америке этому сплаву присвоено название Hypernik [ij.

Английский сплав муметалл, хим. состава: 74% Ni, 20% Fe, 1% Mn, 5% Со, характеризуется высокой ft в слабых магнитных полях, малыми потерями на гистерезис и

относительно большим электрич. сопротивлением. Муметалл изготовляется фирмой The Telegraph Construction & Maintenance Co., London. Той же фирмой изготовляется сплав рометалл, обладающий исключительно высоким Q. Проницаемость его меньше чем муметалла. Добавление некоторых немагнитных элементов к никелевым сп.ла-вам, особенно Сг и Мо, повьппает /г в слабых полях, но уменьшает Bg и fimax- Примером может служить сплав мо-пермаллой, содержащий 3,5%Мои 78,5% Ni. Для этого сплава /-/q достигает 21 ООО, для пермаллоя же с 78,5% Ni/0 = 9 ООО. Магнитные характеристики никелевых сплавов приве-

Табл. 8.- Характеристики сплавов Fe с Ni.

дены в табл. 8 и на фиг. 1-3. Никелевые сплавы в большинстве случаев изготовляют в виде лент и полос небольшой толщины. Применяются эти материалы гл. обр. в технике слабых токов. В подводных кабелях, для увеличения самоиндукции и компенсирования емкости линии, кабели обматывают лентой из пермаллоя. Для сердечников чувствительных реле, работающих при малых силах тока, для сердечников телефонных трансформаторов, для первоклассных измерительных трансформаторов применяют вышеописанные никелевые сплавы. Для

О Ю го Х 40 50 ВО 70 вв 90

тт то то *т зт гт ют о Фиг. 5.

сердечников индукционных катушек в телефонных линиях применяют порошкооб-разнЕлй пермаллой, спрессованный с изоли-

рующей массой [ ]. Преимущества этих сплавов по сравнению с железом непосредственно вьггекают,из их магнитн. характеристик.

К о б а л ь т о в ы е СП л а в ы. Наиболее интересны сплавы с 50% Со и 50% Fe. Проницаемость при индукциях ниже 1 ООО и вьшхе 13 000 гауссов больше, чем у лучшего промышленного железа Агшсо [*]. На фиг. 5 даны основные кривые, намагничения И и кривые магнитной проницаемости (л,. и 2м.) для кобальтового сплава и для железа Агшсо (кривая 1-сплав 50% Fe, 50% Со; кривая 5-железо Агтсо). Сплавы с содержанием Со от 10 до 35% в закаленном состоянии применяются для изготовления постоянных магнитов.

Сплавы Ni-Co-Fe. Этим сплавам присвоено название перминваров (Permin-var) []. Их отличительное свойство-постоянство (Л в слабых полях и исключительно малые потери на гистерезис При малых индукциях. Примерный хим. сост.: 45% Ni, 25% Со, 30% Fe, <0,03% С, ~0,1% Si; S и Р-следы. Плавка и термич. обработка такие же, как и для никелевых сплавов. Кроме двойной термич. обработки (см. выше) птрименяют еще третью-нагревание в течение 24 ч. при 425°. Гистерезисный цикл такого сплава резко отличается от нормального, Вг имеет незначительную величину. В табл. 9 даны потери на гистерезис для разных В„,ая, и различной термич. обработки.

Табл. 9 .-3 качения О^и В^ах для сплава Ni-Co-Fe.

На фиг. 6 дана кривая fi~f(H) для пермин-вара (кривая 1-перминвар, закаленный на воздухе; 2-отожженный; 3-при продолжительном нагревании при 425°).

Сплавы Ni-Cu-Fe в известных пропорциях имеют низкую температуру магнитного превращения (становятся немагнитными). Примерный хим. сост.: 66,5% Ni, 30% Си, 2,2% Fe, прочих примесей 1,3%. Изменяя содержание Си в пределах 30-40%, можно получить сплавы с разными t° магнитного превращения от -f95° до -f20°. Между /л и темп-рой в пределах 4-15°-f-H-70° существует прямолинейн. зависимость. Эти сплавы носят название, термал л ой (Thermalloy) или калмаллой (Calmalloy) и применяются для специальных шунтов для постоянных магнитов с целью компенсации температурных влияний на магнитные свойства магнитов.

Сплавы Гейслера представляют интерес в том отношении, что соединения немагнитных элементов Си, Мп и А1 образуют сплавы с достаточно заметными магнишыми свойствами. Из вышеуказанных трех эле-

ментов А1 м. б. заменен другим, даже диамагнитным Bi, и сплав не теряет ферромагнитных свойств. Темп-ра магнитного пре-воащения, когда материал становится немагнитным, лежит в пределах между 350° и

комнатной t°. На фиг. 7 даны основные кривые намагничения для двух сплавов Гей-слера: кривая 5-для нековкого сплава с хим. сост.: 61,5% Си, 23,5% Мп, 15% А1, 0,1% РЬ; кривая d-для ковкого сплава с хим. сост.: 75,6% Си, 14,25% Мп, 10,15% А1 р]. На той же фиг. 7 для сравнеш^я приведены кривая намагничения для сплава Со (кривая 1) хим. сост.: 96% Со, 0,8% Ni, 0,9% Fe, 1,4% С, 0,25% Мп, 0,4% Si и кривая для сплава Ni (кривая 2).

Листовая электротехническая сталь р^, в, j широко применяется для всевозможных электромагнитных механизмов и гл. обр. в тех частях, к-рые служат для проведения переменного магнитного потока. Примерный хим. сост. в % для четырех наиболее распространенных сортов приведен в табл. 10.

Табл. 10,-X и м и ч е с к и й состав листовой электротехнической стали.

Посторонние примеси, исключая Si, ухудшают магнитные свойства стали. Одной из ответственных производственных операций является термич. обработка. Материал, прокатанный в листы, обладает низкой магнитной проницаемостью и высокими потерями на гистерезис. Термич. обработка устраняет внутренние напряжения в материале, уменьшает содержание углерода и газов и улучшает магнитные свойства стали. Процесс этот заключается в продолжительном нагревании листов при t° = 800° (зависит от сорта стали) и медленном охлаждении. При отжиге листы д. б. предохранены от окисления. Благоприятное действие на улучшение

магнитных свойств оказьшает отжиг в атмосфере водорода Р. ]. Механическая обработала (прокатка, нарезание листов, штамповка) уменьшает /м и увеличивает Qj. Листы следует резать и штамповать острым инструментом. Влияние штамповки наиболее заметно сказьшается при малых индукциях (до 10 килогауссов), и чем ;же штампованная часть, тем сильнее это влияние. Путем отжига после штамповки при *° 700-800° можно целиком восстановить магнитные свойства материала [1]. Магнитные свойства листов, намагничиваемых вдоль направления прокатки, выше, чем в поперечном направлении Для характеристики жесткости и способности к штамповке материал испытывают на изгиб! По стандарту ОСТ 377 полосы шириной 3 см, вырезанные вдоль листа, испытывают путем изгибания между губками тисков с закруглением радиуса 5 мм. Динамная и специальная стали толщиной 0,5 мм должны выдерживать, до наступления п&рвой трещины, не меньше 10 перегибов, трансформаторная толпщной 0,5 и 0,35 мм-не меньше 2 перегибов. За один перегиб считается изгибание на 180°. Листовая электротехнич. сталь изготовляется в виде листов размерами 2х1л и1,5х 0,75 м (по стандарту ОСТ 377). Нормальная толщина листов 0,5 и 0,35 мм. Обьшновенная динамная сталь изготовляется также тол- § щиной 0,75; 1,0; 1,5 и 2,0 мм. Для электро- магнитн. механизмов,

работающих при высоких частотах, применяют листовую сталь толщиной 0,07; 0,05 и 0,015 мм. Магнитные свойства электротехнич. стали обусловливаются гл. обр. хи- ф^J, 7 мич. составом и терми-

ческ. обработкой. Магнитная проницаемость при одинаковом количестве примесей и надлежащей термич. обработке зависит от содержания Si. С увеличением содержания Si прониц!аемость при небольших индукциях (до 11 ООО гауссов) увеличивается, при ббль-ших индукциях уменьшается. На фиг. 8 даны основные кривые намагничения для четырех наиболее ходовых сортов стали: кривая 1-для обыкновенной динамной; 2-для специальной I; 3-для специальной II; 4--для трансформаторной. Начальная проницаемость увеличивается с увеличением Si и для разных сортов стали колеблется в пределах 150-500.Насыщение сувеличением Si уменьшается. В табл. 11 даны величины насьпцения для четырех сортов стали.

Табл. 11.-Величины насыщения для четырех сортов стали.