Концентратор магнитного потока
Изобретение обеспечивает увеличение магнитной индукции в рабочем зазоре концентратора из текстурированного ферромагнетика, преимущественно диспрозия. Концентратор выполнен из двух ферромагнитных текстурированных стержней 1 с конусными наконечниками 2, причем конусный наконечник каждого стержня выполнен в виде цилиндрического хвостовика, на котором размещена конусная втулка, состоящая из сегментов 3, в текстурированном материале которых плоскость легкого намагничивания наклонена под углом к оси стержня так, что пересекает эту ось в рабочем зазоре концентратора. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к техническому применению магнетизма, получению постоянных магнитных полей с высоким уровнем магнитной индукции. Создание сильных магнитных полей остается до настоящего времени актуальной задачей как для решения проблем магнетизма в фундаментальных исследованиях, так и для различных областей техники. Наиболее экономичным способом получения сильных постоянных магнитных полей является использование сверхпроводящих соленоидов с ферромагнитными концентраторами, размещенными по оси соленоида. В сверхпроводящих соленоидах с магнитной индукцией 
при использовании концентратора возникает добавка к полю 
и в рабочем зазоре концентратора создается суммарное поле, равное 
+
. Известны концентраторы магнитного потока, которые выполнены из пермендюровых стержней с конусными наконечниками в виде насадок, изготовленных из поликристаллического диспрозия, или из сплава эрбий-гольмий-диспрозий, или из монокристаллического тербия (1). В сверхпроводящем соленоиде при 
0,5-4,0 Тл в рабочей зоне этих концентраторов удалось получить максимальное добавочное поле 
4,4 Тл. Известен также конденсатор, изготовленный из массивной поликристаллической диспрозиевой заготовки с изотропным распределением зерен по кристаллографическим ориентациям. Конструктивно он выполнен так, что стержень и конусный наконечник монолитны. В этом случае в магнитных полях 
6,0-12,0 Тл получено добавочное поле
4,2 Тл. Наиболее близким техническим решением является концентратор, в котором стержень и конусный наконечник также монолитны, но изготовлены из поликристаллического текстурированного диспрозиевого прутка-заготовки так, что плоскость легкого намагничивания (002) ориентирована вдоль оси концентратора (2). С помощью такого концентратора в полях 
4,0-12,5 Тл достигнуто добавочное поле 
5,0 Тл. Общим недостатком в конструкции аналогов и прототипа является принципиальное ограничение достижения максимальной величины добавочного поля 
. С целью повышения работоспособности путем повышения магнитной индукции в рабочем зазоре концентратора конусные наконечники выполнены из сегментов, в текстурированном материале которых плоскость легкого намагничивания расположена так, что пересекает центральную ось концентратора в рабочем зазоре. Стержни концентратора выполнены с цилиндрическим хвостовиком, на котором расположены конусные втулки, состоящие из сегментов, при этом стержни и наконечники выполнены из магнитоанизотропного материала, например диспрозия. На фиг.1 показан концентратор; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Концентратор состоит из двух идентичных стержней 1 с цилиндрическими хвостовиками 2, выточенными из текстурированных диспрозиевых прутков, в объеме которых плоскость легкого намагничивания (002) располагается параллельно оси стержня. Конусная часть наконечника выполнена в виде сегментов, изготовленных из таких же текстурированных диспрозиевых прутков. Стержни 1 концентратора были изготовлены из текстурированного прутка диаметром D 38,7 мм и с хвостовиками 2 диаметром d 2,5 мм, а конусные втулки с углом при вершине 2 
96о выполнены из четырех отдельных сегментов 3. Конусные втулки фиксируются на стержнях концентратора как обычно с помощью обоймы (не показана). Угол выбран из известных условий создания максимальной концентрации магнитных силовых линий в рабочем зазоре концентратора. Каждый сегмент вырезали из текстурированного прутка так, чтобы плоскость легкого намагничивания (002), параллельная оси прутка, располагалась приблизительно под углом 2 к оси стержня с хвостовиком. При такой ориентации плоскости намагничивания (002) в каждом конусном сегменте магнитные силовые линии, формируемые магнитными моментами, направлены преимущественно в рабочий зазор концентратора, что усиливает эффект концентрации магнитного потока и повышает величину магнитной индукции 
в рабочем зазоре. Испытание концентратора при температуре 4,2 К в сверхпроводящем соленоиде с собственным магнитным полем 
2-15 Тл показало, что достигнута максимальная индукция 
6,8 Тл, тогда как с такими же конструктивными размерами концентратор, изготовленный из монолитного текстурированного диспрозия (прототип), дал добавочное поле 
5,8 Тл. Таким образом, в предлагаемом концентраторе добавочное магнитное поле повышено на 17% по сравнению с концентратором, изготовленным из сплошного монолитного диспрозиевого текстурированного прутка. С помощью предлагаемого концентратора в сверхпроводящем соленоиде впервые в мировой практике получено суммарное поле 
21,2 Тл в рабочем зазоре объемом 
5 мм3.
Формула изобретения
1. КОНЦЕНТРАТОР МАГНИТНОГО ПОТОКА, состоящий из двух стержней с конусными наконечниками, выполненных из ферромагнитного текстурированного материала, которые образуют рабочий зазор, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности путем повышения магнитной индукции в рабочем зазоре концентратора, конусные наконечники выполнены из сегментов, в текстурированном материале которых плоскость легкого намагничивания расположена так, что пересекает центральную ось концентратора в рабочем зазоре. 2. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что стержни выполнены с цилиндрическим хвостовиком, на котором расположены сегменты, выполненные в виде конусных втулок. 3. Концентратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что стержни и наконечники выполнены из диспрозия.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002
Извещение опубликовано: 20.05.2002
