Система МРТ становится меньше и дешевле в производстве и эксплуатации.
1 — регулировка, 2 — хомут, 3 — регулировка, 4 — болт, 5 — полюс, 6 — магнит столбец, А — обычный гибридный диполь с использованием Nd-Fe-B, Б — система самозащиты помещений [13].
Рисунок 5 — Постоянные магниты для магнитно-резонансной томографии Микроволновые силовые лампы. Многим видам микроволновых и генераторов миллиметровых электромагнитных волн или усилителям требуется постоянное магнитное поле. На рисунке 5 показана лампа бегущей волны (ЛБВ), в которой создаётся расширенное осевое «фокусирующее» поле для поддержания движущихся узким пучком электронов вдоль значительной длины трубки. Исходная фокусировка заключалась в создании однородного аксиального поля с соленоидными катушками. Это требовала источника питания и охлаждения.
Катушка была заменена одним магнитом Alnico (рис. 6 А), который так же имеет большие размеры, но не потребляет энергию. Но в дальнейшем было обнаружено, что поле не обязательно должно быть однородным. Оно может периодически изменяться вдоль оси лампы. Это может быть достигнуто с помощью периодической структуры постоянных магнитов (рис. 6 Б). Хотя постоянные магнитные структуры были построены с использованием Al-Ni-Co и ферритов, они стали очень компактными и легкими с редкоземельными постоянными магнитами.
A — лампа бегущей волны с равномерным осевым полем, Б — современная лампа бегущей волны с периодической постоянной фокусировкой магнита Рисунок 6 — постоянные магниты в электронных лампах [13].
Электродинамические микрофоны. В электронной технике телефонные ресиверы, динамические микрофоны, аудиосистемы звукоснимателей и, что наиболее важно, громкоговорителей содержат постоянные магниты. Здесь также изменились форма и размер устройства, когда появились материалы с постоянными магнитными свойствами.
На рисунке 7, А приведена схема электромагнитного микрофона. Звуковое давление воздействует на диафрагму, расположенную вблизи полюсных наконечников магнита. Изменяется магнитное сопротивление магнита, а значит, и магнитный поток, изменение которого приводит к изменению выходного напряжения в обмотке, пропорциональные звуковым колебаниям.
А — типовая конструкция микрофонов с Al-Ni-Co, Б — ферритовая акустическая система, В — плоский микрофон с редкоземельными постоянными магнитами.
1 — катушка, 2 — магнитный поток, 3 — динамик, 4 — полюсные наконечники, 5 — магнит, 6 — ток, 7 — катушка, 8, 9 — диафрагма 10 — печатная катушка Рисунок 7 — Эволюция конструкции систем постоянных магнитов в микрофонах [13].
Другой тип микрофонов — электродинамический — получил более широкое распространение благодаря более стабильной работе, меньшим частотным искажениям и широкому частотному диапазону. Электродинамический катушечный микрофон действует следующим образом. Магнитная система состоит из постоянного магнита и подвижной катушки в кольцевом зазоре магнита, прикреплённая к диафрагме. Звуковые колебания передаются к катушке через диафрагму. В катушке при перемещении через силовые линии магнитного поля создаётся переменное выходное напряжение. Более компактное исполнение представляет собой ленточный микрофон, к котором катушка в планарном виде нанесена на диафрагму и проходит между магнитами.
Магниторезистивная память. В устройствах магниторезистивной памяти применяются магнитные элементы в виде сетки ячеек с транзистором в каждой. Они состоят из двух слоёв магнитных материалов с прослойкой диэлектрика. Один из слоёв — постоянный магнит, а другой — перемагничивающийся под воздействием внешнего поля. От источника питания через ячейку и транзистор протекает ток к общему электроду всей микросхемы. В зависимости от того, как второй слой ячейки намагничен относительно постоянного магнитного слоя, изменяется сопротивление ячейки и соответственно ток через транзистор разным. Если слои намагничены противоположно, то сопротивление ячейки будет большим и это соответствует логической «1».
Магниторезистивная память отличается быстродействием, достаточной плотностью ячеек, но меньшим энергопотреблением, она энергонезависима и не деградирует со временем по сравнению с флэш-памятью. К сожалению, в настоящее время технология массового производства магниторезистивной памяти находится в стадии разработки и окончательно универсальная память ещё не создана.
Магнитные жидкости. Этот относительно недавно сконструированный вид магнитных материалов (впервые синтезирован в 1960;х годах), представляет собой вязкую жидкость с частицами постоянных магнитов размером в пределах 10 нм [14]. Имеет узкоспециальное применение в особо чувствительных звукозаписывающих системах, движущихся частях роботов, микроманометрах, в приборах ультразвуковой диагностики и как интересный объект для фундаментальных исследований свойств магнитных сред.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Магнитотвёрдые материалы отличаются большим значением коэрцитивной силы и остаточной намагниченности. Применяются для изготовления постоянных магнитов.
К настоящему времени наибольшее распространение получили четыре класса магнитотвёрдых материалов: NdFeB с самым большим значением удельной магнитной энергии, SmCo с самым низким температурным коэффициентом намагниченности, AlNiCo с самым высоким температурным пределом, самые дешёвые ферриты керамической технологии (Ceramic) и магнитопластичные материалы (Frexibl) с различными магнитными наполнителями на основе резины, пластика и др.
Постоянные магниты находят широкое применение в электрои радиотехнике, электромеханике, медицине.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Нефедцев Е. В. Радиоматериалы и радиокомпоненты.- Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2000. — С. 175 — 238.
Горелов В. П., Горелов С. В., Сальников В. Г., Сарин Л. И.
Материаловедение. — М.: Директ-Медиа, 2015. — С. 320 — 328.
Куневич А.В., Подольский А. В. Сидоров И. Н. Ферриты: Энциклопедический справочник. Магниты и магнитные системы. Т. 1. СПб.: Лик, 2004.- С. 152 — 167.
Пасынков В.В., Сорокин В. С. Материалы электронной техники: учебник. — СПб.: Лань, 2004. — С. 251 — 306.
Петров К. С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: [учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению 654 200 «Радиотехника» ]. — СПб.: Питер, 2006. — 521 с.
Свойства магнитотвердых материалов и области их применения [Электронный ресурс] - Режим доступа:
http://ferrite.ru/publications/mtm_prop/.
Бородулин В.Н., Воробьев А. С., Матюнин В. М. Электротехнические и конструкционные материалы / под общ. ред. В. А. Филикова. — М.: Академия, 2012. — 275 с.
Патентный поиск, 2012;2017.
Способ получения длинномерных постоянных магнитов [Электронный ресурс] - Режим доступа:
http://www.findpatent.ru/patent/207/2 077 827.html.
Розин П.А., Акимов А. В. Применение магнитотвёрдых материалов в электрических машинах на транспортных средствах // Известия МГТУ «МАМИ». — 2014.- Т. 1. — № 2 (20).- С. 12 — 18.
Датчики охранной, пожарной и аварийной сигнализации. [Электронный ресурс] - Режим доступа:
http://infovideo.ru/htm/Sensors.htm.
Словари и энциклопедии. Магнитострикционные материалы. [Электронный ресурс] - Режим доступа:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/185 602.
Использование магнитных материалов в космической технике. [Электронный ресурс] - Режим доступа:
http://technomag.edu.ru/doc/124 962.html.
S trnat K.J. Modern Permanent Magnets for Applications in Electro-Technology // Proceedings of the IEEE. — 1990.
— V. 78. — Nо 6. — Р. 923. — doi:
10.1109/5.56 908&.
Магнитные жидкости: фундаментальный аспект. Е. Понизовкина. [Электронный ресурс] - Режим доступа:
http://www.uran.ru/gazetanu/2004/03/nu07/wvmnu_p307_32 004.htm.
