Stair Achoimre ar Ábhair Bog Maighnéadacha

Ó shin i leith léirigh Michael Faraday ionduchtú leictreamaighnéadach i 1831, tá forbairt leanúnach ar ábhair mhaighnéadacha boga. Ba é rogha nádúrtha croí-ábhar Faraday ná iarann, a bhfuil an teocht seomra is airde M_sd’eilimint ar bith chomh maith le μ mór_r, agus H íseal go leor_c. Mar sin féin, fiú in ábhar simplí a bhí comhdhéanta d’eilimint amháin, bhíothas in ann feabhsú suntasach a dhéanamh.

Fuarthas amach gur fheabhsaigh iarann ​​​​annealing ní hamháin a chuid airíonna meicniúla ach freisin gur laghdaigh sé a chomhéigeantacht trí fhaoiseamh struis, rud a d'oirfeadh níos fearr le húsáid in iarratais ionduchtaithe. Agus feidhmíocht níos fearr fós á lorg acu, d'fhéach eolaithe agus innealtóirí le bealaí chun feabhas a chur ar airíonna iarainn bhog.

I 1900, rinne Robert Hadfield, metallurgist ó Shasana, cruach sileacain neamhdhírithe a chumadh trí suas le 3% sileacain a chur le hiarann ​​​​agus a fhriotaíocht leictreach a mhéadú (p) agus ag méadú μ freisin._r. D'fhorbair an miotalóireachteoir Meiriceánach Norman Goss cruach sileacain gráindhírithe i 1933 trí fhás gráin a chur chun cinn feadh treo criostalach d'ainiseatrópacht íseal, ag méadú μ_r, níos faide fós . Fiú sa lá atá inniu ann, is éard atá i steels sileacain (nó leictreacha) sciar mór den mhargadh maighnéad bog domhanda mar gheall ar a n-ard M_sagus costas réasúnta íseal.

Is iad na hiarratais is coitianta ar chruach sileacain ná claochladáin ar scála mór (cruach sileacain atá dírithe ar ghrán) agus meaisíní leictreacha (is fearr le cruach sileacain neamhdhírithe isotrópach le haghaidh meaisíní rothlacha), áit a bhfuil buntáiste mór ag a bpraghas eacnamaíoch.

Mar sin féin, íseal(-, 0.5 μohm.m) a dhéanann steels sileacain lossy ag minicíocht ard. Le déanaí, d'fhorbair monaróirí cruach leictreach cosán chun ábhar sileacain a gcuid cruach a mhéadú go 6.5% ag baint úsáide as próiseas taiscí gaile ceimiceach (CVD). Méadaíonn an cur chuige seogo dtí 0.82 μΩ.m ach fágtar ábhair eile fós mar roghanna níos fearr maidir le leictreonaic chumhachta ardmhinicíochta agus meaisíní leictreacha ardluais rothlaithe.

Sna 1910idí, rinne Gustav Elmen ag Bell Laboratories turgnamh le cóimhiotail nicil-iarann ​​​​agus fuair sé amach an comhdhéanamh permalloy nicil-saibhir (78%) . Buntáiste mór a bhaineann le permalloy ná a μ ard_r, (suas le 100,000). Úsáidtear cóimhiotail nicil-iarann ​​​​fós i roinnt feidhmchlár ionduchtaithe speisialtachta inniu ach níl siad coitianta i leictreonaic cumhachta agus meaisíní leictreacha toisc go bhfuil caillteanais ard eddy reatha acu, agus laghdaítear M._s. Le méid beag de moluibdín (2%) a chur le permalloy, is féidir púdar molypermalloy (MPP) a tháirgeadh. Úsáidtear MPP chun na croíleacáin púdair caillteanais is ísle a dhéanamh.

Sna 1940idí déanacha ba é JL Snoek a cheap feirítí boga maighnéadacha. Tá na hábhair seo iomaíoch mar gheall ar a bhfriotaíocht leictreach an-ard (10 - 10⁸μohm.m), a fhágann go bhfuil siad éifeachtach chun caillteanais reatha eddy a shochtadh.

Ina theannta sin, toisc go dtáirgtear iad le teicnící próiseála ceirmeacha agus le hábhair fhlúirseach, is féidir páirteanna ferrite a tháirgeadh ar chostas an-íseal. An ard

agus coinníonn inacmhainneacht ferrites bog éileamh ard ar na hábhair seo ar fheidhmchláir ionduchtaithe, lena n-áirítear iad siúd ag minicíocht ard. Go deimhin, níl a sciar den mhargadh domhanda i maighnéid bhoga sa dara háit ach le cruach sileacain. Tá M. measartha íseal acu_s. (beagnach an ceathrú cuid de chruach sileacain), a chuireann teorainn le dlús fuinnimh na n-eilimintí ionduchtaithe ina bhfuil croí ferrite.

I 1967, bhí aicme nua ábhar, cóimhiotail éagruthach, invented . Faoi lár na 1970idí, bhí méadú ag teacht ar an spéis i gcóimhiotail éagruthacha bunaithe ar iarann ​​agus cóbalt agus thosaigh siad ag déanamh iarratais. Trí aon ordú fadraoin a dhíchur, laghdaítear comhéigeanacht go mór sna cóimhiotail seo.

I 1988, chuir taighdeoirí Hitachi breiseáin Nb agus Cu san áireamh agus chuir siad céim análaíochta le táirgeadh cóimhiotail éagruthach chun criostalaithe iarainn nó cóbalt beag agus dlúth spásáilte a tháirgeadh (ar trastomhas 10 nm) laistigh de mhaitrís d'ábhar éagruthach. Ba é seo an tionscnamh na cóimhiotail maighnéadach bog nanocrystalline. Laghdaigh foirmiú criostalaithe miotail trasdula iargúlta caillteanais reatha eddy na n-ábhar seo i gcomparáid le cóimhiotail éagruthach. Tá an dá chóimhiotail éagruthach agus nanocrystalline ag fáil sciar den mhargadh i leictreonaic cumhachta ard-minicíochta agus meaisíní leictreacha inniu mar gheall ar a gcaillteanas íseal agus M._s.

In ainneoin costas tosaigh níos airde ná cruach sileacain, is féidir leis na cóimhiotail chun cinn seo costais shaolré iomlán na leictreonaice cumhachta agus na meaisíní leictreacha a laghdú, a bhuíochas sin do chaillteanais laghdaithe.

Go luath sna 1990idí, glacadh le croíleacáin púdair (ar a dtugtar freisin cumaisc mhaighnéadacha bog nó SMCanna) i roinnt feidhmeanna maighnéadacha bog. Comhcheanglaíonn na hábhair seo cáithníní maighnéadacha, áit ar bith idir thart ar 1 go 500 gm ar trastomhas, agus déanann siad iad a chóta nó a mheascadh le hábhar inslithe sula ndéantar iad a chomhdhlúthú le brú ard (MPa go fiú brú GPa).

Is féidir teas a chur i bhfeidhm freisin le linn nó tar éis dlúthaithe chun airíonna maighnéadacha a fheabhsú. Is púdair Fe is minice iad na cáithníní maighnéadacha ach is féidir cóimhiotail a bheith iontu freisin mar MPP (luaite níos luaithe), Fe-P, Fe-Si, nó Fe-Co. Mar gheall ar an gcéim mhaitrís inslithe agus neamh-mhaighnéadach, tá bearna aer dáilte ag na hábhair seo a chuireann teorainn lena n-μ_rgo dtí raon de 100 go 500. Mar sin féin, boosts an maitrís inslithe freisin a

(10^-3go 10^-1µohm•m), caillteanais reatha eddy a laghdú.

Is féidir SMCanna a bhrú isteach i gcéimseata deiridh níos casta freisin gan aon ghá le meaisínithe (glanmhúnlú), rud a d'fhéadfadh costais déantúsaíochta a laghdú go suntasach. Mar gheall ar a nádúr isotrópach, ar chostas íseal, agus ar an gcumas páirteanna casta a ghlanadh, d'éirigh go cothrom le SMCanna i rothlú meaisíní leictreacha .

Níl stair ghairid na n-ábhar maighnéadach bog a bhfuil cur síos déanta orthu thuas uileghabhálach ar chor ar bith. Ina áit sin, tá sé ar intinn againn díriú ar ábhair a bhí agus a leanfaidh de bheith iomaíoch maidir le déantúsaíocht comhpháirteanna maighnéadacha boga i leictreonaic cumhachta ard-minicíochta agus i meaisíní leictreacha. Tá méadracht feidhmíochta mar M_sagus croí-chaillteanas thar a bheith tábhachtach. Mar sin féin, toisc go gcaithfear páirteanna maighnéadacha boga a úsáid i gcainníochtaí móra, ní féidir faillí a dhéanamh ar thábhacht an chostais. Ar an gcúis seo, tá ferrites bog fós mar chroí-ábhar iomaíoch ag minicíocht ard. Mar gheall ar a bhfeidhmíocht den scoth ag minicíocht ard, is cinnte go leanfaidh na cóimhiotail éagruthacha agus nanocrystalline de bheith ina bpríomhábhair. Cé go bhfuil steels sileacain fós comhdhéanta den chuid is mó den mhargadh domhanda d'ábhair mhaighnéadacha boga, tá a bhfeidhmchláir phríomha i gclaochladáin mhóra ag feidhmiú ag 50 nó 60 Hz agus meaisíní leictreacha luas rothlach mall.