Ферриты широко применяются в научных экспериментальных исследованиях. Одной из наиболее интересных областей использования ферритов являются ускорители частиц. Ученые пытаются раскрыть загадки вселенной, сталкивая атомы с титанической силой. Для ускорения частиц в камере для столкновений требуются специальные магнитные кольца большого размера.
Специально для использования в камерах столкновений ускорителей частиц ученые компании Ferroxcube разработали ряд ферритовых колец большого размера.
Кольца большого размера также успешно применяются в линиях задержки сверхмощных лазеров и радиолокационного оборудования. В таблице 1 приведены некоторые возможные размеры колец, однако в основном кольца производятся по согласованным с заказчиком размерам.
| Обозначение кольца | D, мм | d, мм | h, мм | le, мм | Ae, мм² | Ve, мм³ | Масса, г |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T170/110/20 | 170 | 110 | 20 | 426 | 591 | 252000 | 1300 |
| T240/160/20 | 240 | 160 | 20 | 611 | 789 | 482000 | 2500 |
| T350/180/25 | 350 | 180 | 25 | 774 | 2050 | 1590000 | ≈ |
| T440/250/25 | 440 | 250 | 25 | 1030 | 2310 | 2380000 | ≈ |
| T500/240/25 | 500 | 240 | 25 | 1060 | 3100 | 3300000 | 19000 |
| T500/300/25 | 500 | 300 | 25 | 1200 | 2450 | 2950000 | 16000 |
Учитывая динамическое поведение системы в импульсном режиме работы, кольца изготавливают из ферритовых материалов с низкими потерями при высокой плотности магнитного потока. Свойства материалов, применяемых для изготовления кольцевых сердечников ускорителей частиц, приведены в таблице 2.
| Параметры | Материалы | ||||
| 8C11 | 8C12 | 4M2 | 4E2 | 4B3 | |
| μi (±20%) | 1200 | 900 | 140 | 25 |
300 |
| μrem около | 850 | 600 | 130 | 20 | - |
| Bs 25°C (мТл, 800 А/м) | ≥300 | 280 | 250 | 250 | ≥300 |
| Bs 40°C (мТл, 800 А/м) | ≥280 | 250 | 220 | 220 | - |
| Hc (А/м, после 800 А/м) | ≤20 | 30 | 100 | 500 | <80 |
| ρ DC (Ом) | >105 | >105 | >105 | >105 | >105 |
| Tc (°C) | ≥125 | ≥125 | ≥150 | ≥400 | ≥250 |
μQ при частоте 200 кГц: |
15x103 9x103 4x103 |
||||
| μQ при частоте 500 кГц: 10 мТл 20 мТл 50 мТл |
10x103 6x103 2,5x103 |
||||
| μQ при частоте 1 МГц: 5 мТл 10 мТл 20 мТл 30 мТл |
10x103 7,5x103 5x103 - |
20x103 20x103 15x10³ 8x10³ |
|||
| μQ при частоте 2,5 МГц: 5 мТл 10 мТл 20 мТл 30 мТл |
20x103 20x103 15x10³ 7x10³ |
||||
| μQ при частоте 5 МГц: 5 мТл 10 мТл 20 мТл 30 мТл |
15x103 15x103 10x10³ 7x10³ |
||||
| μQ при частоте 10 МГц: 5 мТл 10 мТл |
12x10³ 10x10³ |
||||
| μQ при частоте 80 МГц: 1 мТл |
2,5x10³ |
||||
| μQ при частоте 100 МГц: | 2x10³ |
||||
| Снижение μQ (%) , измеренное через 10 мс после приложения DC | 9,5 ±0,25 | 4,75 ±0,15 | 19,05 ±0,7 | 100 | 145 |
| Диф. маг. проницаемость μΔ при приложении поля: 0 А/м 250 А/м 500 А/м 1000 А/м 2000 А/м 3000 А/м |
600 120 50 22 8 5,5 |
130 80 40 22 12 8 |
|||
| Диапазон частот, МГц | до 2 | 2-10 | 20-100 | ||
| Область применения, особенности | магниты для быстрого вывода пучка; высокое сопротивление | высокие частоты при приложении магнитного поля | быстрое восстано-вление после приложения магнитного поля | высоко-частотный материал | высокое значение индукции насыщения |
Обозначение в конструкторской документации
T500/300/25-4M2
T — конфигурация сердечника
500/300/25 — размеры сердечника (внешний и внутренний диаметры, высота)
4M2 — материал сердечника
