7. Магнитные материалы
1. Намагничивание – это:
а) возникновение магнитного момента М в теле, помещённом в магнитное поле.
б) возникновение магнитного момента в электромагнитном поле высокой частоты;
в) возникновение индукционных токов в веществе под действием переменного магнитного поля.
2. Намагниченность Iм – это:
а) магнитный момент материала: Iм=M;
б) магнитный момент единицы объема V материала: Iм =M/V;
в) магнитный момент ферромагнетика.
3. Намагниченность:
а) не зависит от напряжённости внешнего магнитного поля H;
б) Iм=kмH;
в) Iм =H/kм.
4. Магнитная восприимчивость kм – безразмерная величина, характеризующая способность вещества:
а) размагничиваться в магнитном поле;
б) намагничиваться в магнитном поле;
в) намагничиваться в электромагнитных полях.
5. Магнитная индукция в веществе В, имеющем собственное поле Вi, находящемся во внешнем магнитном поле В0:
а) B=В0+ Вi=μ0H+ μ0Iм= μ0(H+ Iм)= μ0H(1+kм)= μ0μH;
б) B=B0-Вi= μ0H(1-kм)= μ0μH;
в) B=B0*Bi= μ02 H Iм= μ02 H2 kм= μ02μ H2.
6.
- относительная магнитная проницаемость,
показывающая во сколько раз В0
в данном веществе:
а) больше магнитной индукции В0 в вакууме;
б) меньше магнитной индукции В0 в вакууме;
в) больше В0 в другом веществе.
7. По реакции на внешнее магнитное поле материалы делятся на:
а) магниты;
б) магнетики;
в) диамагнетики;
г) парамагнетики;
д) немагнетики;
е) ферромагнетики;
ж) ферриты;
з) антиферромагнетики;
и) антипарамагнетики;
к) ферримагнетики.
8. Диамагнетики (1), парамагнетики (2), ферромагнетики (3), антиферромагнетики (4), ферромагнетики (5) – это материалы в которых:
а) атомы обладают собственным магнитным моментом, kм =10-3-10-6;
б) атомы не обладают собственным магнитным моментом, kм = - (10-6-10-7);
в) собственный магнитный момент отсутствует, kм =10-3-10-5;
г) образуются домены – области с одинаковым направлением собственных магнитных моментов, kм =105-106.
д) собственные магнитные моменты направлены в разные стороны, высокая kм;
е) NiFe2O4;
ж) золото, серебро, медь, кремний и другие;
з) соли железа, кобальта, никеля и др.;
и) хром, магранец;
к) железо, никель, кобальт и некоторые сплавы.
9. Приведите цифрам на зависимости магнитной индукции В от напряжённости внешнего магнитного поля H (рис 7.1) буквы на рис 7.2.
Рис 7.1
Рис 7.2
10. Прокомментируйте петли гистерезиса при различных значениях амплитуды переменного магнитного поля и основную кривую намагничивания ферромагнетика: что такое H (1), B (2), Hc (3), Br (4), Bs (5)? (рис 7.3)
а) индукция;
б) коэрцитивная сила;
в) напряженность внешнего поля;
г) индукция насыщения;
д) остаточная индукция.
Рис. 7.3
11. Магнитный гистерезис – это явление:
а) не равенства нулю В при H=0;
б) отставание В от H;
в) перемагничевания.
12. Коэрцитивная сила – это:
а) сила, действующая на ферромагнетик со стороны внешнего магнитного поля;
б) механическая сила, необходимая для размагничивания материала;
в) напряжённость размагничивающего поля, при котором индукция в намагниченном ферромагнетике обращается в ноль.
13. Предельной петлёй гестерезиса называется, полученная:
а) при максимальном H;
б) при индукции насыщения;
в) при минимальных потерях энергии.
14. Основная кривая намагничивания – это:
а) совокупность вершин петель;
б) линейная зависимость B от H;
в) линия –Br-Br.
15. Магнитная анизотропия – это:
а) нелинейная зависимость B от H;
б) зависимость намагничивания от направления;
в) зависимость потерь энергии от направления.
16. Потери энергии при перемагничивании связаны с:
а) электрическим сопротивлением;
б) смещением границ доменов;
в) движением электрических диполей в материалах;
г) вихревыми токами;
д) движением дефектов.
17. Приведите петли гистерезиса магнитотвёрдых (1), магнитомягких (2) и материалов с ППГ (3) (рис 7,4):
а) б) в)
Рис. 7.4
18. Магнитомягкие (1) и магнитотвёрдые (2) материалы обладают свойствами:
а) Hc < 800 A/м;
б) Hc > 4000 A/м;
в) большая ;
г) высокая Bs.
19. Магнитомягкие (1) и магнитотвёрдые (2) материалы– это:
а) низкоуглеродистые кремниевые стали (НУКС);
б) ферриты;
в) литые высококоэрцитивные сплавы (ЛВКС);
г) Магнитотвёрдые ферриты (МТФ);
д) магнитодиэлектрики (МД);
е) карбонильное железо (КЖ);
ж) металлокерамические магниты (МКМ);
з) сплавы редкоземельных металлов (СРМ);
и) альсиферы;
к) пермаллои;
л) материалы для магнитной записи (ММЗ).
20. Приведите основные свойства карбонильного железа.
Таблица 7.1
Наименование материала |
Содержание примесей, % |
Мн |
Мmax |
Нc (A/м) |
Вs (Тл) |
ρ (Ом м) |
|
С |
О |
||||||
1 |
0,02 |
0,01 |
600 |
15000 |
28 |
2,2 |
0,1 10-6 |
2 |
0,005 |
0,005 |
3300 |
21000 |
6,4 |
2,18 |
0,1 10-6 |
3 |
0,02 |
0,07 |
250 |
7000 |
80 |
2,18 |
0,1 10-6 |
4 |
0,005 |
0,003 |
6000 |
200000 |
7,2 |
- |
0,1 10-6 |
21. Приведите основные характеристики НУКС со второй цифрой марки 0 (а), 3 (б), 5 (в).
Таблица 7.2
Степень легирования кремнием |
Вторая цифра марки |
Плотность (кг/м3) 10-3 |
Удельное сопротивление ρ (Ом м) 10-6 |
нелегированная |
1 |
7,85 |
0,14 |
слаболегированная |
2 |
7,82 |
0,17 |
нижесреднелегированная |
3 |
7,80 |
0,25 |
среднелегированная |
4 |
7,75 |
0,40 |
повышеннолегированная |
5 |
7,65 |
0,50 |
высоколегированная |
6 |
7,55 |
0,60 |
22. Приведите основные характеристики НУКС класса 3: 3415 (а), 3414 (б), 3411 (в).
Таблица 7.3
Марка |
Толщина (мм) |
Удельные потери (Вт/кг) (не более) |
Магнитная индукция (Тл) при напряженности Н (А/м) (не менее) |
||||
Р1,0/50 |
Р1,5/50 |
Р1,7/50 |
100 |
250 |
2500 |
||
1 |
0,50 |
1,10 |
2,45 |
3,2 |
- |
- |
1,75 |
0,35 |
0,80 |
7,75 |
2,50 |
- |
- |
1,75 |
|
2 |
0,50 |
0,70 |
1,50 |
2,20 |
1,60 |
1,70 |
1,88 |
0,35 |
0,50 |
1,10 |
1,60 |
1,60 |
1,70 |
1,88 |
|
3 |
0,35 |
0,46 |
1,03 |
1,50 |
1,61 |
1,71 |
1,90 |
23. Маркировка НУКС: первая цифра (1), вторая (2), третья (3), четвертая (4).
а) порядковый номер;
б) структура и прокат;
в) основная нормируемая характеристика;
г) по содержанию Si.
24. Приведите основные свойства некоторых пермаллоев:
45 H (a), 50 HXC (б), 76 HXD (в).
Таблица 7.4
Группа |
Марка |
µн |
µmax |
НС, А/м |
ВS, Тл |
ρ, Ом*м*106 |
Нелегированные низконикелевые |
1 2 |
1700-3000 |
16000-35000 |
32-10 |
1,5 |
0,45 |
Легированные низконикелевые |
3 |
1500-3200 |
15000-30000 |
20-8 |
1,0 |
0,9 |
Продолжение табл. 7.4
Легированные высоконикелевые |
4 5 6 7 |
16000-35000 |
50000-220000 |
5,5-1,0 |
0,65 |
0,55 |
25. Буквы и цифры в обозначении пермаллоев означают: цифра (1), H (2), после H: K (3), M (4), X (5), C (6), D (7), дополнительные У (8), П (9):
а) никель;
б) процент Ni;
в) процент Fe;
г) кобальт;
д) кадмий;
е) хром;
ж) кремний;
з) марганец;
и) медь;
к) германий;
л) улучшенный;
м) проводниковый;
н) с ППГ.
26. Альсиферы имеют состав и свойства:
а) 9,5 % Si, 5,6 % Al, остальное железо;
б) 60 % Fe, 40 % Co;
в) μн=35000; μмах=117000;
г) μн=4000; μмах=12000;
д) HC=1,8 А/м; ρ=800*10-8 Ом*м;
е) HC=0,3 А/м; ρ=200*10-8 Ом*м.
27. Ферриты – это:
а) оксидные магнитные материалы;
б) металлокерамика;
в) парамагнетики;
г) ферримагнетики;
д) ρ=108 Ом*м; μн=10 – 20000;
е) ρ=10-5 Ом*м; μн=200 – 1000.
28. Химический состав ферритов:
а) MnO-ZnO-Fe2O3;
б) PbTe-SnTe;
в) CdHgTe;
г) NiO-ZnO-Fe2O3.
29. Структура ферритов:
а) объёмоцентрированная;
б) типа алмаза;
в) типа шпинели.
30. Марганцево-цинковые (1) и никель-цинковые ферриты (2) имеют параметры:
а) μн= (1…6)*10; HC =12-80 А/м; f гр=1,6 МГц;
б) μн= 10…150; HC =560-800 А/м; f гр=250 МГц.
31. Буквы и цифры в маркировке ферритов обозначают: цифры перед буквами (1), H (2), B (3), M (4), H (5), H (6), C (7), цифры после букв (8):
а) номер разработки;
б) μн;
в) Нс;
г) HЧ;
д) CЧ;
е) ВЧ;
ж) СВЧ;
з) марганец – цинковый;
и) никель – цинковый;
к) импульсный;
л) иридиевый;
м) специальный;
н) сильные поля.
32. Магнитодиэлектрики (МД) – это:
а) компоненты, состоящие из порошка ферромагнетика с изолирующей связкой;
б) мелкодисперсные частицы ферритов в стеклянной фазе;
в) сплавы окислов металлов.
33. Свойства и параметров МД:
а) μн= 10 – 250;
б) μн=100 – 3000;
в) ρ= 105 Ом*м;
г) ρ= 109 Ом*м;
д) широкая петля гистерезиса;
е) линейная зависимость В от H;
ж) стабильность свойств.
34. МД бывают: P-100 (1), ВЧ-22 (2), ВЧК-22 (3), П-250 (4), ПК-20 (5), HМ-5 (6), ВH-220 (7):
а) на основе КЖ, цифра - f мах в МГц;
б) на основе порошка феррита, НМ –низкочастотный на основе Mn-Zn, ВН – высокочастотный на основе Ni-Zn, число - f мах в МГц;
в) на основе альсифера, ВЧ – высокочастотный, число – μн;
г) на основе пермаллоя, П – пермолой, число – μн;
д) к – с компенсированным αм.
35. Магнитомягкие материалы: КЖ (1), НУКС (2), пемаллон (3), альсиферы (4), МД (5) применяются для изготовления:
а) магнитопроводов на очень низких частотах;
б) сердечников ВЧ – катушек;
в) магнитных экранов;
г) ВЧ – подстроечных сердечников, полученных методом порошковой металлургии;
д) устройств с подмагничиванием;
е) сердечников малогабаритных трансформаторов;
ж) сердечников импульсных трансформаторов;
з) магнитных усилителей;
и) реле;
к) небольших силовых трансформаторов;
л) НЧ – ленточных трансформаторов.
36. Магнитомягкие ферриты марок 1000НН (1), 150ВН (2), 2000НМ (3), 10000НМ (4), 3000НМС (5), 1000ННИ (6), 300ВНП (7), 200ВНС (8), 1000НТ (9), 800НН (10), 200ВНРП (11) применяют для:
а) магнитомягких экранов;
б) широкополосных трансформаторов;
в) магнитных головок;
г) перестраиваемых контуров;
д) импульсных трансформаторов;
е) замены пермаллоя при малых В;
ж) телевизионной техники;
з) устройств с повышенной термостабильностью;
и) магнитопроводов общего применения;
к) магнитных антенн.
37. ЛВКС имеют строение и свойства:
а) Al-Ni-Co (альнико);
б) Al-Ni-Fe (альни);
в) Al-Ni-Fe2O3 (альнифер);
г) Нс=40-145 кДж/м; Br=0,5-1,4 Тл;
д) Нс=5-50 кДж/м; Br=0,2 Тл.
38. Сплав альни с Si (1), с Co (2), сплав альнико с 24% Co (3), называется:
а) магнико;
б) альнико;
в) альниси.
39. Обозначение ЛВКС:
а) ЮНДК4;
б) ММК-6;
в) 800НН;
г) ЮН13ДК24С.
40. В обозначениях марок сплавов буквы и цифры означают: Ю (1), Н (2), Д (3), К (4), С (5), Т (6), А (7), АА (8), цифры (9):
а) кобальт;
б) μн компонента;
в) алюминий;
г) никель;
д) структура столбчатая;
е) структура монокристаллическая;
ж) процентное содержание элемента;
з) медь;
и) кремний;
к) титан;
л) тантал.
41. МКМ (1) и МПМ (2) магниты:
а) получают методом порошковой металлургии из порошков магнитотвёрдых сплавов;
б) получают аналогично термореактивным пластмассам, наполнитель – порошок магнитотвёрдого сплава, связка – органические смолы;
в) литьём под давлением;
г) ММК -1;
д) МПМ – 3;
е) Нс=24-128 кА/м;
ж) Br=0,48-1,1 Тл;
з) Нс=20-110 кА/м;
и) Br=0,3-0,7 Тл;
к) применяют в переменных магнитных полях;
л) применяют в массовом производстве небольших магнитов.
42. МТФ бывают и маркируются:
а) бариевые (BaO*Fe2O3);
б) магниевые (MgO2* Fe2O3);
в) стронциевые (SrO* Fe2O3);
г) кобальтовые (CoO Fe2O3);
д) алюмоникелевые (Al-Ni-Fe2O3);
е) 4БИ145;
ж) 28СА250;
з) АА-10-130;
и) 14МБ300.
43. Маркировка МТФ: цифра в начале (1), цифра в конце (2), БА (3), БИ (4), БА (5), РА (6), СА (7), КА (8):
а) Br в Тл;
б) (ВН)мах в кДж/м3;
в) Нс в кА/м;
г) температура Кюри в 0С;
д) Б – барий;
е) Б – бериллий;
ж) С – стронций;
з) К – кремний;
и) А – анизотропный;
к) А – алюминий;
л) И – изотропный.
44. Бариевые ферриты обладают свойствами:
а) изотропные (БИ);
б) термостойкие (БТ);
в) стабильные (БС);
г) анизотропные (БА);
д) критичны к механическим воздействиям;
е) ρ=104-107 Ом/м;
ж) ρ=102-103 Ом/м;
з) дорогие;
и) НЧ;
к) ВЧ;
л) зависимость от температуры.
45. СРЭ имеют состав, свойства и обозначаются:
а) SmCO5;
б) CeCO5;
в) AlCO5;
г) изотропны;
д) Нс = 106 А/м;
е) Нс = 103 А/м;
ж) Br = 0,7-1,2 Тл;
з) Tk = 375-725 0С;
и) Tk = 100-250 0С.
46. В маркировке буквы означают: К (1), С (2), П (3), А (4), цифра (5):
а) кобальт;
б) кремний;
в) сурьма;
г) самарий;
д) палладий;
е) кразеодим;
ж) μн;
з) Нс;
и) процентному содержанию Sm или Sm+Pr.
47. Приведите основные свойства некоторых магнитотвёрдых материалов (МТМ): ЮНДК24 (а), ЮНДК4 (б), КС37 (в), КСП37 (г), 4БИ145 (д), 11КА135 (е).
Таблица 7.5
Марка |
Br, Тл |
Нс, кА/м |
Эм, кД/м3 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
0,5 1,25 0,17 0,20 0,33 0,39 0,24 0,28 0,77 0,82 0,85 0,90 |
40 40 95 135 225 240 127 127 540 560 520 500 |
3,6 18,0 2,0 3,5 9,5 14,0 5,55 7,15 55,0 65,0 65,0 72,5 |
48. ММЗ – это ленты (1), диски (2) с ферролаковым порошковым слоем:
а) ПВХ;
б) ПЭТФ;
в) ПН;
г) ПТФЭ;
д) алюминий;
е) ситалл;
ж) стекло.
49. В качестве магнитных порошков используются:
а) γ-Fe2O3;
б) Al2 O3;
в) Cr O2;
г) Si O2;
д) феррит CoO* Fe2O3;
е) феррит 5000 МТ;
ж) Fe-Co;
з) Al- Ni- Fe.
50. МТМ применяются для изготовления:
а) постоянных магнитов;
б) магнитных экранов;
в) магнитопроводов;
г) магнитных лент;
д) магнитных дисков;
е) магнитной памяти;
ж) магнитных антенн;
з) магнитов сложной конфигурации;
и) корректирующих магнитов.
51. Какие СВЧ – ферриты Вы знаете?
а) феррошпинели;
б) шпинели;
в) магнитодиэлектрики;
г) феррогранаты;
д) ортоферриты.
52. Какие требования предъявляются к СВЧ –ферритам?
а) высокая чувствительность;
б) ρ=106-108 Ом*м;
в) ρ=106-108 Ом*м;
г) tg δ =10-3-10-4 ;
д) tg δ =10-1-10-2;
е) стабильность свойств;
ж) высокое значение Тк;
з) низкое значение Тк.
53. Приведите основные свойства СВЧ – ферритов: MgAl (а), NiZn (б), SrAl (в), YGdMn (г), YFeGa (д), LiTiCr (е).
Таблица 7.6
Марка |
Намагниченность насыщения Js, кА/м |
Ширина кривой ФМР Н, кА/м |
1 2 3 4 5 6 |
82 67.5 222,8 127,4 95,5 120,0 |
28,7 36,7 19,1 3,6 2,39 48 А/м |
54. СВЧ – ферриты применяются в:
а) магнитных антеннах;
б) элементах памяти;
в) оптических вентилях;
г) оптических модуляторах;
д) оптических линиях задержки.
55. Материалы с ППГ – это:
а) монокристаллические магнитные материалы, петля гистерезиса которых имеет коэффициент прямоугольности Кпу≥0,85;
б) поликристаллические магнитные материалы, петля гистерезиса которых имеет коэффициент прямоугольности Кпу≥0,85;
в) аморфные магнитные материалы, петля гистерезиса которых имеет коэффициент прямоугольности Кпу≥0,5.
56. Материалы с ППГ бывают:
а) ферриты;
б) металлические стекла;
в) текстурированные сплавы пермаллоя микронной толщины;
г) текстурированные сплавы железа микронной толщины;
д) тонкие магнитные пленки;
е) керамика с магнитными включениями.
57. Материалы с ППГ используются в устройствах:
а) оптоэлектроники;
б) автоматики;
г) связи;
д) на ПАВ;
е) вычислительной техники.
58. тонкие магнитные пленки (ТМП) – это:
а) слои магнитного вещества толщиной 0,1 – 1мкм, нанесенные на немагнитную подложку физическими методами;
б) тонкие (20-30мкм) магнитные ленты на основе лавсана;
в) монокристаллические слои магнитного вещества, толщиной 1-10нм, выращенные на поликристаллической магнитной подложке.
59.Поясните схему ТМП (рис. 7.5)
Рис. 7.5
а) магнитная пленка; б) монокристаллическая немагнитная подложка;
в) поликристаллическая магнитная подложка;
г) направлние внешнего магнитного поля;
д) направление намагничеснности доменов.
60. Поясните схему образования циклических магнитных доменов (ЦМД) в
ТМП (рис. 7.6)
а) б)
Рис. 7.6
1) лабиринтная доменная структура (ЛДС) в отсутствие внешнего магнитного поля На;
2) ЛДС при включении На;
3) образование ЦМД при увеличении На;
4) образование ЦМД при выключении На.
61. ТМП с ЦМД применяются в:
а) дисплеях;
б) устройствах управления лучом лазера;
в) оптических модуляторах;
г) ЗУ с плотностью записи до 108 бит/см2;
д) ЗУ с плотностью записи до 104 бит/см2.
62. Магнитострикционные материалы (МСМ) – это ферромагнитные
материалы, у которых:
а) меняются размеры при перемагничивании;
б) меняютсятся размеры при воздейстивии электромагнитного поля;
в) меняются магнитные свойства под влиянием механических напряжений;
г) возникает СВЧ-излучение под влиянием механических напряжений.
63. В качестве МСМ применяют:
а) никель;
б) серебро;
в) железо;
г) пермаллой;
д) сплав Fe-Co;
е) сплав Al-Ni-Fe;
ж) сплав Ni-Co;
з) сплав Fe-Al;
и) BaFe12O19;
к) TbFe2;
л) NiO*Fe2O3.
64. Приведите коэффициенты магнитострикции x=∆l/l для некоторых МСМ: никель (а), пермоллой (б), магнетит (в), перпендюр (г), TbFe3 (д)
Таблица 7.7
∆l/l*106 |
|||
1 |
-37 |
6 |
+40 |
2 |
+27 |
7 |
-200 |
3 |
+70 |
8 |
+1200 |
4 |
+90 |
9 |
+2400 |
5 |
-30 |
|
|
65. МСМ используются для:
а) модуляции луча лазера;
б) генерации и приема механических колебаний;
в) фильтров и реле;
г) создания мощных магнитных полей;
д) подложек ГИС;
е) обработки деталей РЭА