TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Выбор и обоснование применяемых материалов и конструкций

При проектировании магнитных систем необходим анализ используемых материалов. Разнообразие материалов выдвигает задачу научно-технического обоснования состава магнитных параметров, обеспечивающих не только контроль качества готовой продукции, но и управление уровнем качества в технологическом процессе производства.

Для уменьшения потребляемой энергии и снижения габаритов датчика регистрации перемещений целесообразно применять постоянные магниты. При выборе материала для изготовления постоянного магнита необходимо учитывать многие факторы. Важнейшими из них является энергоемкость материала, наличие его в составе дефицитных компонентов, стоимость, температурная и временная стабильность. Кроме того, на выбор материала существенное влияние оказывают условия эксплуатации магнита и предполагаемый объём производства изделий. Энергоёмкость материала является основным критерием выбора, так как чем выше значение магнитной энергии, приходящейся на единицу объёма вещества, тем меньше объём магнита и рассеяние его потока.

В данном случае материалом постоянного магнита является феррит бария. Это магнитотвёрдый материал, который обладает очень высокой коэрцитивной силой и удельной энергией. Энергия в рабочем зазоре такого магнита достигает максимума, если длина магнита лишь незначительно превышает длину рабочего зазора. Магнит из феррита бария имеет большую гигантскую внутреннюю коэрцитивную силу, превосходные прочностные характеристики. Тем не менее, феррит бария не является наилучшим вариантом при выборе материала постоянного магнита. В качестве подтверждения рассмотрим и сравним параметры феррита бария со сплавом самарий-кобальт:

Таблица 1 - Сравнительная характеристика материалов магнитов.

Параметры Материал

Коэрцитивная сила по индукции Нсв, А/м

Остаточная индукция Вr, Тл

Координата точки с максимально удельной энергией Нd, А/м

Координата точки с максимально удельной энергией Вd, Тл

Коэффициент возврата Кv, Гн

Феррит бария

5,4·105

0,77

2,86·105

0,385

1,35·10-6

Самарий-кобальт

1,85·105

0,39

1,08·105

0,15

1,36·10-6

Материал для концентраторов выбирается исходя из необходимости создания максимальной индукции в рабочем зазоре. Такому условию отвечают тонколистовые нелегированные электротехнические стали по ГОСТ 3836-73 типов 10895-20832. Эти материалы дают приемлемые результаты качества магнитной системы при минимальных затратах в производстве и являются наиболее пластичными по сравнению с электротехническими сталями, легированными кремнием по ГОСТ 21427-83. Выбираем сталь 10895.

В качестве материала тела магнитодиода используются материалы с низкой концентрацией собственных носителей заряда, т.е. с большой шириной запрещённой зоны, с высокой подвижностью носителей заряда. В нашем случае будет использоваться кремний. Его использование позволяет получать достаточно высокие уровни инжекции при больших значениях d/L. Недостатком кремния являются относительно низкие значения подвижности зарядов, что уменьшает магниточувствительность магнитодиодов на его основе. Сравним физические свойства некоторых полупроводниковых материалов:

Таблица 2 - Физические свойства некоторых полупроводниковых материалов

Параметры Материал

Плотность , кг/м3Температура плавления tпл, ˚СШирина запрещённой зоны ε0, эВПодвижность электронов μn, м2/В·сПодвижность дырок μр, м2/В·с

Ge

5326

937

0,66

0,39

0,19

Si

2328

1417

1,107

0,135

0,048

GaAs

5317

1238

1,428

0,8

0,04

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи

Разработка проекта корпоративной информационной системы бизнес-центра Севен
1. Корпоративная информационная сеть необходима для автоматизации работы администрации бизнес-центра «СЭВЭН», состоящей из 9 отделов (Бухгалтерия, IT отдел, Юридический отдел, Отдел кадров, Договорной отдел, Отдел аренды, Отдел хозяйства, Отдел безопасности, Секретариат (включая ресепшн), а также ...

Все права защищены! 2021 - www.techshape.ru