Weichmagnetische Werkstoffe

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1 Weichmagnetische Werkstoffe Einführung in den Magnetismus VAC-Werkstoffe und ihre Anwendungen Bearbeitet von Richard Boll 4., völlig neu überarbeitete und erweiterte Auflage, 1990 VACUUMSCHMELZE GMBH

2 Teil 1 Einführung in den Magnetismus P h y s i k a l i s c h e G r u n d l a g e n... Magnetismus der Atome... Ferromagnetische Metalle.. Kristalline und amorphe Metalle Weisssche Bezirke und Blochwände Elementarprozesse der Magnetisierung Magnetische Bezirksstrukturen und ihre Sichtbarmachung.. Voraussetzungen für weichmagnetische Eigenschaften... Strukturelle Einflüsse.... Bedeutung von Anisotropien. Magnetische Begriffe und Definitionen (alphabetisch geordnet) Magnetische Werkstoffe und deren Anwendungsformen Überblick, Abgrenzung gegenüber Stählen 54 Wertebereiche magnetischer Werkstoffe 55 Amorphe Metalle, metallische Gläser 63 Pulververbundwerkstoffe Weitere Entwicklungen bei magnetischen Werkstoffen.. 67 Rascherstarrte kristalline Werkstoffe 67 Dünne magnetische Schichten. 68 Metalle und Ferrite Hartmagnetische Werkstoffe (Dauermagnete).. T Extremwerte magnetischer Eigenschaften 76 Supraleiter 77 Übersicht über Kern^fund Anwendungsformen 78 Der magnetische Kreis - Berechnungsformeln für magnetische und elektrische Größen 85 Allgemeines 85 Der magnetische Kreis Geschlossener magnetischer Kreis 85 Offener magnetischer Kreis, Luftspalteinfluß 85 Magnetische Formkenngrößen der Kerne 90 Zusammengesetzte magnetische und gemischt-magnetische Kreise 93 Zusammengesetzte Magnetkreise 93 Gemischt-magnetische Kreise (Magnetkreise mit Dauermagneten) 94 Computergestützte Berechnungsverfahren für Magnetkreise 95 Beispiele aus der Praxis Berechnungsformeln für einige wichtige magnetische und elektrische Größen 98 Wechselmagnetisierung Impulsmagnetisierung, Schaltverhalten 112

3 Gleichstromvormagnetisierung, Gleichstromvorbelastbarkeit. 114 Berechnungsformeln für magnetische Abschirmungen Magnetische Felder 118 Natürliche Magnetfelder Magnetfeld der Erde Magnetfelder im Weltraum Biomagnetische Felder.. Magnetische Rauschfelder.. Technische Magnetfelder... Magnetfelder von Luftspulen. Magnetfelder in und in der Umgebung von Transformatoren und elektrischen Maschinen Felder von Permanentmagneten Felder von supraleitenden und von konventionellen Hochfeldspulen Größenordnungen magnetischer Felder 125 Störungen durch magnetische Felder und Schutzmaßnahmen 126 Magnetisierungsbedingungen, Meßverfahren 128 Magnetisierungsbedingungen und ihr Einfluß auf die Kennlinien Definitionen und Erläuterungen Statisches Magnetisieren Wechselmagnetisieren Mischmagnetisieren 134 Impulsmagnetisieren 137 Meßverfahren 140 Hinweise zur Bestimmung von Feldstärke und Induktion Gleichfeld-Meßverfahren Wechselfeld-Meßverfahren Impuls-Meßverfahren Abschirm-Meßverfahren Einfluß des Abmagnetisierens auf die Meßergebnisse Magnetische Größen und Einheiten Größen- und Einheitensysteme 155 Zusammenstellung der wichtigsten Größen und Einheiten, Umrechnungen 155 Normung von magnetischen Werkstoffen und Bauteilen Klassifizierung der magnetischen Werkstoffe Normungsgremien, DIN-Normen und lec-publikationen. 160 Teil 2 VAC-Werkstoffe und ihre Anwendungen 9 Werkstoffprogramm Kristalline Legierungen Nickeleisen-Legierungen mit 72 bis 83% Ni Nickeleisen-Legierungen mit 54 bis 68% Ni Nickeleisen-Legierungen mit 45 bis 50% Ni Nickeleisen-Legierungen mit 35 bis 40% Ni Nickeleisen-Legierungen mit 30% Ni 175 Siliziumeisen-Legierungen mit 3% Si 176 Magnet-Reineisen 177 Kobalteisen-Legierungen mit 47 bis 50% Co 178 Amorphe Legierungen Pulververbund- bzw. Pulverkernwerkstoffe 182

4 9.4 Werkstoffe für die Dünnschichttechnik Magnetisch halbharte Werkstoffe Dauermagnetwerkstoffe Weitere Spezialwerkstoffe Lieferformen Übersicht Bandkerne Ringbandkerne Fixierung Typenreihen Bandkerne in Sonderformen Schnittbandkerne Ausführung, Werkstoffe Kernformen Typenreihen Montage, Zubehörteile, Bausätze Temperaturverhalten Kernbleche, Stanzteile Allgemeines Typenreihen für Kernbleche Sonderformen von Stanzteilen Blechpakete Übersicht über die Formen Typenreihe für EK-Kerne Sonderformen Zubehörteile und Montagesätze für EK-Kerne Magnetische Abschirmungen Übersicht über Formen und Werkstoffe Typenreihen für Abschirmbecher Spezielle Abschirmgehäuse Sonderausführungen von Abschirmungen Abschirmschläuche Abschirmfolien Monitorabschirmungen Abschirmkabinen Abschirmbaukasten Form- und Massivteile Werkstoffe Herstellungsverfahren Induktive Bauelemente Übersicht und Merkmale Wichtige Anwendungsgebiete Typenreihen, technische Daten Standardformen, Sonderformen, Bausteine Dimensionierungsbeispiele Neue Bauelemente mit VITROVAC....^ Magnetische Sensoren Sensortypen und -prinzipien Ausführungsformen, technische Daten Elektromechanische Wandler, Baugruppen, Aktoren Übersicht Liefermöglichkeiten und Serviceleistungen Magnetsysteme und Aktorbaugruppen für Positionier- antriebe Elektrodynamische Flachspulmotoren für Sonderanwendungen Magnetsysteme und Aktorbaugruppen für Betätigungssysteme und andere Anwendungen Kennzeichnung von Kernen und Bauteilen Halbzeuge Lieferzustände Lieferformen und Abmessungen Bestellangaben Weiterverarbeitung von Halbzeugen, Wärmebehandlungen. 270 Weiterverarbeitung... Kristalline Werkstoffe. Amorphe Werkstoffe (VITROVAC) Wärmebehandlungen.. Kristalline Werkstoffe. Amorphe Werkstoffe

5 12 Eigenschaften und Kennlinien Einleitung Haupttabellen Statische Eigenschaften von Massivmaterial und Formteilen Eigenschaften von Bandkernen bei Wechselmagnetisierung ^ Magnetisierungs- und Permeabilitätskurven bei 50 Hz Komponentendarstellung der Magnetisierungskurven bei 50 Hz Daten von Kernen für Fehlerstrom-Schutzschalter Hystereseschleifen bei 50 Hz und höheren Frequenzen Ummagnetisierungsverluste bei 50 Hz und höheren Frequenzen Frequenzabhängigkeit der Permeabilität Eigenschaften bei Gleichstromvormagnetisierung Eigenschaften von Bandkernen bei Impulsmagnetisierung Allgemeines Dynamische Magnetisierungskurven, Impulspermeabilität Verluste bei Impulsmagnetisierung Schalteigenschaften von Miniaturbandkernen Eigenschaften von Kernen für spezielle Drosseln Eigenschaften verschiedener Kernformen Eigenschaften von Schnittbandkernen Eigenschaften von Kernblechen Eigenschaften von Blechpaketen Eigenschaften von magnetischen Abschirmungen Temperaturabhängigkeit der magnetischen Eigenschaften (Bandkerne) Sättigungspolarisation, Hystereseschleifen Anfangspermeabilität, Koerzitivfeldstärke, Remanenz. TK-Werkstoffe, obere Anwendungstemperaturen... Eigenschaften spezieller weichmagnetischer Werkstoffe Werkstoffe für Temperaturkompensation (THERMO- FLUX) Werkstoffe mit höherer Verschleißfestigkeit und Härte. Werkstoffe für magnetostriktive und für Ultraschallanwendungen Werkstoffe mit konstantem E-Modul Spezielle mechanische Eigenschaften magnetischer Werkstoffe Inhalt Magnetische und physikalische Eigenschaften von Legierungen für Glas-Metall- Verschmelzungen 392 Magnetisch halbharte Werkstoffe (VACOZET) Dauermagnete (Kurzübersicht) 397 Auswahl von Werkstoff, Banddicke und Lieferform, Auswirkung verschiedener Beanspruchungen 402 Wahl der Legierung.... Wichtige magnetische Eigenschaften Magnetostriktion, thermisches Ausdehnungsverhalten. Korrosionsbeständigkeit weichmagnetischer Werkstoffe Einfluß radioaktiver Strahlen auf magnetische Werkstoffe

6 13.2 Wahl der Band- bzw. Materialdicke Hohe Permeabilität bei höheren Frequenzen Niedrige Ummagnetisierungsverluste im Mittelfrequenzbereich Wahl der Lieferform, mechanische Stabilität der Kerne und Bauteile Auswirkung verschiedener mechanischer Beanspruchungen auf die magnetischen Eigenschaften Einfluß der Fixierung und des Vergusses mit Kunststoffen Qualitätssicherung, Magnetqualitäten Allgemeines Qualitätstechnik Erläuterungen zu den Magnetqualitäten der Hauptlieferformen Ringbandkerne Schnittbandkerne Kernbleche Blechpakete, EK-Kerne Magnetische Abschirmungen Form- und Massivteile Induktive Bauelemente Magnetische Sensoren, elektromechanische Wandler, -^ Baugruppen, Aktoren Halbzeuge Tabellen der Magnetqualitäten 427 Ringbandkerne 427 Schnittbandkerne 432 Kernbleche 434 EK-Kerne 436 Magnetische Abschirmungen 439 Form- und Massivteile Formelzeichen 441 Literatur 446 Verzeichnis der VAC-Druckschriften 471 Stichwortverzeichnis 473