Механические испытания ферритов

Целью механических испытаний ферритов является изучение деформаций образцов материалов при механических воздействиях и определение величины механических напряжений, вызывающих разрушение образцов . Механические свойства материалов - способность материалов сопротивляться деформированию и разрушению в сочетании со способностью упруго и пластически деформироваться под действием внешних механических сил.

Измерение механических характеристик различных материалов, в т.ч. и ферритов, имеет большое практическое значение, т.к. при конструировании, сборке и эксплуатации различных аппаратов, приборов, волноводов и других устройств, детали, изготовленные из феррита, могут подвергаться механическим усилиям, хотя иногда и кратковременным, но значительным по величине.

Создание напряженного состояния во время испытаний должно по возможности соответствовать тем условиям, в которых находятся детали или образцы при эксплуатации. Поэтому испытания материалов подразделяются сообразно видам нагружения, которым подвергаются образцы в процессе использования.

Основные виды испытаний ферритов следующие: 1) статические испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение; 2) динамические испытания нп ударную прочность (вязкость); 3) испытания на твердость; 4) определение упругих постоянных динамическим способом.

Необходимо отметить, что при испытаниях образцов из ферритов наблюдается большой разброс результатов. Этот разброс в первую очередь объясняется различными технологическими факторами (различным давлением при прессовании, различием температуры обжига, наличием микротрещин, неоднородной зернистостью и т.п.)

5.2. Способы измерения и контроля магнитных свойств ферритовых материалов и изделий из них

Все возрастающее разнообразие применяемых в автоматике, телемеханике и вычислительной технике ферритовых элементов вызывают необходимость усовершенствования старых и изыскания новых методов измерений их магнитных и механических свойств. Некоторые методы являются общими для большинства ферромагнитных материалов; к ним относятся большая часть испытаний на постоянном токе. По мере же появления новых областей использования магнитных элементов увеличивается разновидность самих элементов и методов их испытаний, разрабатываются специфические измерительные устройства. Причем методы испытаний приближены к условиям работы элемента в конкретном устройстве, а параметры отражают специфику поведения ферритовых материалов в каких-либо особых условиях.

5.2.1. Методы измерения статических свойств ферритовых изделий

Статические характеристики ферритовых элементов определяются в постоянных и близких к постоянным полях. При испытании ферритового образца на постоянном токе происходит очень медленный переход сердечника из одного магнитного состояния в другое, и перемагничивание протекает по статической петле гистерезиса. Параметры статической петли гистерезиса определяются баллистическим, магнитометрическим методами, методом осциллографирования петли гистерезиса и импульсного считывания.

Баллистический метод. Баллистический метод успешно применяется для определения статических петель гистерезиса любых магнитных материалов. Блок-схема баллистической установки приведена на рис.14. Процесс изменения индукции при изменении внешнего намагничивающего поля (т.е. снятие петли гистерезиса) определяется по отклонению рамки баллистического гальванометра. Угол отклонения пропорционален количеству электричества, протекающего через рамку гальванометра. Зная этот угол, можно определить изменение индукции образца при данном значении напряженности, или изменение напряженности поля пи изменении коэрцитивной силы.

Баллистический метод позволяет строить по отдельным точкам петлю гистерезиса ферромагнитных материалов при различных напряженностях внешнего магнитного поля и определять соответствующие статические параметры образцов с точностью до 1-3 %. Основными недостатками этого метода являются большая трудоемкость, невозможность непрерывного произведения измерений и автоматизации этого процесса.

Магнитометрический метод. Для определения магнитых характеристик на постоянном токе в технике широко применяется также магнитометрический метод. В его основу положен эффект воздействия исследуемого образца на стрелку магнитометра. По углу отклонения магнитной стрелки прибора измеряется магнитный момент образца. Магнитометрический метод позволяет определить основную кривую намагничивания, петлю гистерезиса, магнитный момент, магнитную восприимчивость исследуемых образцов.

Метод осциллографирования петли гистерезиса. Этот метод основан на непосредственном визуальном наблюдении петли гистерезиса на экране осциллографа. Подобного рода приборы условно разделены на ферротестеры (проводят грубую качественную оценку параметров путем сопоставления на экране петли гистерезиса испытуемого образца с эталонной) и феррографы, гистерографы, петлескопы (для количественной оценки).

Рис.15 Блок-схема установки для осциллографического наблюдения петли

гистерезиса ферритов.

R - реостат, W1 и W2 - намагничивающая и измерительная обмотки образца,

С - емкость.

При таком методе измерения статических параметров ферромагнтных образцов внешнее магнитное поле не является постоянным. Однако частота изменения поля такова, что с некоторой погрешностью создаваемое поле можно приравнивать к постоянному.

К достоинствам метода осциллографирования можно отнести оперативность оценки свойств отдельных малогабаритных сердечников путем наблюдения как частных, так и предельных петель гистерезиса.

На рис.15 приведена блок-схема установки с использованием электронного осциллографа.

Метод импульсного считывания. Метод заключается в том, что в испытываемом образце создается поочередно поток от напряженности поля постоянного тока и поток "считывания" от импульсного тока, направленный навстречу. При этом поле импульса должно быть достаточным для перемагничивания по предельной петле гистерезиса. С измерительной обмотки сигнал подается на импульсный милливольтметр.

Рис.16 Блок-схема установки для определения статических характеристик ферритов

импульсным методом.

А - амперметр, R1 - реостат, ГИТ - генератор импульсного тока, МВ -

милливольтметр, R2 - сопротивление.

Последовательным увеличением намагниченности постоянного поля и фиксацией соответствующего сигнала получаются точки восходящего участка петли гистерезиса. Чувствительность этого метода выше баллистического на несколько порядков, но погрешность измерений больше примерно около 5-10 %.

Возможность автоматизации автоматизации измерения статических характеристик ферритов одно из достоинств данного метода. На рис. 16 имеется блок-схема установки для измерения статических характеристик ферритов методом импульсного считывания.

5.2.2 Способы автоматизации ферритовых изделий и методы измерения их импульсных свойств

ГОСТ 12635-67 "Методы испытаний в диапазоне частот от 10 кГц до 1 МГц" и ГОСТ 12636-67 "Методы испытаний в диапазоне частот от 1 до 200 МГц" определены методы испытаний магнитомягких ферритов в импульсных полях. Также в диапазоне частот от 1 до 200 МГц измеряют, как правило, в слабых полях, следующие параметры: начальную магнитную проницаемость m н , температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости ТК m , тангенс угла диэлектрических потерь d , а в диапазоне выше 200 МГц - параметры СВЧ, т.е. напряженность резонансного поля и ширину резонансной кривой.

Разные установки и стандартные приборы: низкочастотный измеритель индуктивности ЭМ18-2 (с рабочей частотой до 10 кГц), установку для измерения индуктивности и сопротивления УИМ-1 (с диапазоном частот от 10 кГц до 1 МГц), установки для испытания магнитных материалов УИММ-2 и УИММ-3 (с диапазоном частот от 20 кГц до 1 МГц), измеритель добротности Е9-4 ( с диапазоном частот от 50 кГц до 35 МГц) используют для измерения tg d и ТК m резонансным и индукционным методами.

На частотах свыше 200 МГц испытания проводятся на ферритах, применяемых для устройств СВЧ диапазона. отличается повышенной сложностью. Отличаются повышенной сложностью методы и аппаратура для испытания в СВЧ диапазоне, они также трудны для упрощенного описания. Нормативные документы, определяющие методики испытания образцов в СВЧ диапазоне: ГОСТ 12637-67 и нормаль НПО.707.006.

Имеется ряд общих недостатков у рассмотренных ранее методов измерения магнитных характеристик в постоянном и переменном магнитных полях:

а) необходимость испытания образцов определенной формы и размеров и нанесения многовитковых обмоток;

б) длительность и сложность измерений и вычислений.

Массового контроля магнитных параметров магнитомягких ферритов требуют объемы же производства и специфики использования изделий из магнитомягких ферритов, чье проведение невозможно без применения автоматических средств измерения.

Для измерения характеристик магнитомягких ферритов рассмотрим автоматические средства.

Автоматические установки применяются для измерения магнитной проницаемости, температурной стабильности, потерь, коэрцитивной силы и остаточной индукции магнитомягких материалов. Раздвоенная игла служит в этих установках в качестве намагничивающей и измерительной обмоток, она обеспечивает одновременно его намагничивание и снятие сигнала с выходной обмотки. Устройство обеспечивает быстрый автоматический контроль параметров всех изготовляемых деталей, если при этом обеспечивается автоматическая подача образцов на измерительный столик, автоматическое опускание и подъем иглы. В таком устройстве величина измеряемого параметра не рассчитывается, а в необходимых единицах измерения выводится на цифровой прибор с одновременной автоматической записью его на ленту печатающего устройства. Автоматически с соответствующего блока поступают необходимые импульсные программы.

ВЫВОДЫ

Наиболее широкое применение ферриты и их изделия начиная с момента их изобретения нашли в радиоэлектронике и вычислительной технике среди других магнитомягких материалов. Более того, в большинстве случаев ферритовые изделия в большинстве случаев могут эффективно заменить изделия из других материалов, они обладают рядом уникальных физико-химических, магнитных и электрических свойств, не присущих ни одному другому материалу.

Благодаря возможности миниатюризации запоминающих устройств и устройств переключения, применение ферритовых изделий в вычислительной технике позволило значительно ускорить процесс вычислений. Хотя в области производства интегральных схем высокой степени миниатюризации был достигнут значительный прогресс и возникло связанное с этим некоторое падение интереса к ферритовым сердечникам как к устройствам памяти. Но изделия подобного рода все еще находят довольно широкое применение в устройствах управления различными процессами и контроля выпускаемых изделий в промышленности.

Но и также значительно улучшился контроль качества при производстве ферритов, благодаря прогрессу в области производства интегральных схем и производстве автоматов на их основе, что в свою очередь позволило выпускать ферритовые изделия с более точными характеристиками.

На данный момент применение ферритовых сердечников в радиоэлектронной аппаратуре в качестве сердечников катушек и основ для магнитных головок воспроизводящей и записывающей аппаратуры является широко распространенным. По своим характеристикам ферритовые сердечники не имеют аналогов. Сфера их применения находится в очень широком диапазоне приборов: от высокоточных промышленных аппаратов до любительской техники.

Список литературы:

1. З.Фактор и др. Магнитомягкие материалы. М.: Энергия, 1964 — 312 с.

2. Э.А.Бабич и др. Технология производства ферритовых изделий. М.: Высшая школа, 1978, 1978 — 224 с.

3. В.А.Злобин и др. Ферритовые материалы. Л.: Энергия, 1970 --112 с.

4. Ю.В.Корицкий и др. Справочник по электротехническим материалам. Т.3, Л.: Энергоатомиздат, 1988 — 728 с.

5. В.В.Пасынков, В.С.Сорокин. Материалы электронной техники, М.: Высшая школа, 1986 — 367 с.

Нужен реферат, сочинение, конспект? Тогда сохрани - » Механические испытания ферритов . Готовые домашние задания!

Предыдущий реферат из данного раздела: Почему важно исследовать твёрдые тела?

Следующее сочинение из данной рубрики: Получение ферритов

Спасибо что посетили сайт Uznaem-kak.ru! Готовое сочинение на тему:
Механические испытания ферритов.




загрузка...