Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеПермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеПермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеПермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

Пермаллой – это прецизионный сплав железа (18-55 %) и никеля (45 – 82%), характеризующийся магнитомягкими свойствами. Может быть дополнительно легирован несколькими другими компонентами.

  • Пермаллой
  • Свойства пермаллоя
  • Сплавы

Пермаллой:

Пермаллой – это прецизионный сплав железа (Fe) (18-55 %) и никеля (Ni) (45-82 %), характеризующийся магнитомягкими свойствами.  Пермаллой может быть дополнительно легирован несколькими другими компонентами, например, молибденом (Mo), медью (Cu), хромом (Cr), кремнием (Si).

Магнитомягкий значит легко намагничиваемый.

Пермаллои делятся на две группы: низконикелевые – до 50 % никеля и высоконикелевые – до 83%. Термическая обработка высоконикелевых пермаллоев сложнее, чем низконикелевых.

 Индукция насыщения высоконикелевых пермаллоев в полтора раза ниже, чем у низконикелевых пермаллоев. Магнитные проницаемости высоконикелевых пермаллоев в несколько раз выше, чем у низконикелевых.

 Удельное сопротивление высоконикелевых пермаллоев почти в три раза меньше, чем у низконикелевых.

Пермаллой применяют для изготовления трансформаторных пластинок, элементов магнитных записывающих головок, защитных кожухов микросхем и катушек, особо чувствительных к магнитному полю, в датчиках магнитного поля, в микросхемах, в прокате для экранирования от магнитного поля: помещений для МРТ, электронных микроскопов и других особо чувствительных приборов. В прошлом пермаллой использовался для уменьшения искажения сигнала в телекоммуникационных кабелях как компенсатор их распределенной емкости.

Свойства пермаллоя:

  1. – механически мягкий и устойчивый к коррозии материал,
  2. обладает гранецентрированной кубической решеткой и кубической магнитной анизотропией,
  3. – удельное электрическое сопротивление 2×10−5 Ом·см для сплава марки 81Н,
  4. индукция насыщения до 2 Тл,
  5. – обладает высокой магнитной проницаемостью (максимальная относительная магнитная проницаемость μ ~ 100 000),
  6. магниторезистивный коэффициент лежит в пределах от 2 до 4 % (2% для полей порядка 3,75 Э или 300 А/м),
  7. – обладает коэрцитивной силой,
  8. обладает почти нулевой магнитострикцией и значительным магниторезистивным эффектом,
  9. – электрическое сопротивление пермаллоя меняется в пределе 5% в зависимости от силы и направления действующего магнитного поля.
  10. Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеПермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеПермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеПермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение
  11. карта сайта
  12. мо пермаллой 79нм 65нт 81нма 50н 50нп лента свойства купить характеристики цена магнитная проницаемость применение в трансформаторах в москве завод изготовитель
    лом круг состав марка плотность покупка сварка магнитные свойства проницаемость сердечник кольцевые сердечники из пермаллоя для звука
    листы головка хард кольца проволока пермаллой производители для изготовления сердечника феррозонда
    пермаллои это сплавы
    относительная магнитная проницаемость пермаллоя

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/permalloy/

Что такое пермаллой? Описание, свойства, применение и цена пермаллоя

«Википедия» определяет пермаллой, как магнитно-мягкий сплав. Это не значит, что он лишен твердости, подвержен царапинам и деформации, словно чистое золото. Тут акцент стоит делать на понятие «магнитно».

Сплав легко пропускает волны поля Земли. Причем, если намагниченность меняется, линейные размеры, объем деталей из пермаллоя остаются прежними. Явление именуют нулевой магнитострукцией. Где она пригождается, собственно, как и пермаллой, расскажем далее. Но, начнем с определения сплава и его свойств.

Что такое пермаллой?

Сплав пермаллой является слиянием железа и никеля. Последнего элемента может быть от 40-ка до 82-ух процентов. Формула меняется, в зависимости от марки сплава.

Могут присутствовать сторонние компоненты. Речь не о примесях, а о лигатуре, придающей составу дополнительные свойства. Так, от подверженности механическим деформациям спасают добавки молибдена и хрома.

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

                     Лента из пармаллоя

Эти два металла, так же, увеличивают стартовую магнитопроницаемость. Кстати, название сплав получил именно от этого слова. Perm переводится с английского, как «проницаемость». Alloy — это сплав.

О прочих добавках к сплаву, том, какие свойства у него без лигатуры и с ней, расскажем в следующей главе. Настало время ознакомиться с физическими и химическими характеристиками материала.

Свойства пермаллоя

С лигатурой пермаллой свойства меняет не только в лучшую, но и худшую сторону. У каждой добавки есть «обратная сторона медали». Так, негатив хрома с молибденом состоит в снижении индукции насыщения. Это прохождение наибольшего магнитного потока через наименьшее сечение материала.

Кроме хрома и молибдена, в пермаллой примешивают медь, кремний, марганец. Два последних элемента нужны для упрощения обработки сплава и увеличения его удельного сопротивления.

Однако, последнее свойство высоко, так же, в низконикелевых пермаллоях. То есть, для некоторых целей добиться желаемого можно поменяв пропорции основных составляющих сплава, не пользуясь лигатурой.

Медь в сплав пермаллой добавляют для термостабильности. Так именуют способность материала не менять свою микроструктуру при скачках температур. Это свойство разнится у всех 18-ти марок сплава.

Самая распространенная из них — пермаллой 79HM. У него наибольшая проницаемость в слабых магнитных полях. Цифра в наименовании марки — процентное содержание никеля. То есть, пермаллой 79HM — высоконикелевый.

Наивысшей проницаемостью в магнитных полях, кроме 79-го пермаллоя обладают, так же, марки 80HXC, 83HФ 81НМА. Сплав 50НХС в слабых магнитных полях имеет не только отличную проницаемость, но и повышенное удельное сопротивление. В марках 45Н и 50Н магнитная проницаемость соединяется с индукцией насыщения. 

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

На «закуску» оставим марки 79НМП, 50НП, 65НП и 34НКМП. Их свойства требуют особой расшифровки. У перечисленных сплавов ярко выражена анизотропия магнитных характеристик.

Это зависимость параметров от направления намагниченности. Важно отношение последнего к структурным осям материала. Свойство связано с релятивистской механикой.

Она изучает взаимоотношения атомов вещества. Важно, чтобы их скорость была близка к скорости света. Так вот в последней подборке сплавов релятивистские связи слабы.

Отметим, что свойства пермаллоя зависят не только от его состава, но и способа обработки. Наиболее востребован закаленный сплав. Для этого делают отжиг пермаллоя. Сначала, его нагревают до 950-ти градусов Цельсия, не остужая в течение часа.

После, жар сбавляют, по 100 градусов в час. Потом, пермаллой ждет повторный нагрев, но уже до 600-от по шкале Цельсия. Есть и повторное охлаждение при комнатной температуре.

Прошедший такую обработку сплав превосходит не закаленный по сопротивлению напряжениям. Обычный пермаллой уступает по магнитной проницаемости в 5 раз при напряжении всего в 5 мега паскалей. Без закалки материал чувствителен к внешним напряжениям.

Производство пермаллоя

Сплав железа с никелем податлив и пластичен. Поэтому, типичная форма материала — лента пермаллоя. Ее толщина — всего 0,003 миллиметра. Бывают образцы в 1/2 сантиметра. Пластичность сплаву придает никель. Именно за счет него возможна тонкая прокатка.

Производители относят пермаллой к прецизионным сплавам. Так именуют материалы с редкими сочетаниями свойств, физико-химическими качествами. Железо и никель — типичные составляющие прецизионных сплавов. Но, они делаются, так же, на основе ниобия, кобальта и меди.

Порошок пермаллой, то есть, исходные материалы для него сплавляют, как правило, в условиях вакуума. Иногда, компоненты соединяют в атмосфере нейтральных газов.

Еще один метод производства пермаллоя — металлокерамический. Он подразумевает использование неметаллических веществ. Однако, в их составе металлы присутствуют. Речь о карбидах и соединениях металлов с углеродом.

Применение пермаллоя

Начнем с того, что применения пермаллоя стараются избегать. Причина — сложность работы со сплавами группы. Речь о зависимости свойств материала от условий температурной обработки.

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

                                   Сердечники трансформаторов делают из пермаллоя

Указывалось, что итоговые параметры сплава исходят не только от уровня температуры, но и скорости охлаждения, либо нагрева. Поэтому, пермаллой используют лишь там, где хлопоты с ними оправдывают себя.

Как правило, это сердечники из пермаллоя. Это детали катушек, увеличивающая их индуктивность. В физике так именуют способность накапливать энергию в условиях магнитного поля.

На сердечники часто идут кольца пермаллоя. Важна марка сплава. Так, пермаллои с наибольшим удельным сопротивлением нужны в импульсных трансформаторах. Они преобразовывают напряжение, или ток.

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

Говоря иначе, импульсные трансформаторы соотносят источник импульса с нагрузкой. Узел, так же, способен изменять полярность импульсов, складывать сигналы и поджигать импульсные светильники.

Не обойтись без пермаллоев и в высокочастотной, а так же, звуковой аппаратуре. Имеется в виду техника, работающая без перемагничивания. Это 180-градусное изменение векторов намагниченности.

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

                                                              Звуковые головки из пермаллоя

Как правило, пермаллой нужен в звуковых головках и усилителях. Вывод: — железоникелевый сплав необходим, когда стоит задача получить максимальную магнитную индукцию в отсутствие мощного поля.

Цена пермаллоя

Цена сплава зависит, в основном, от его марки, то есть, состава. Форма выпуска на стоимость влияет незначительно. Кроме тонкой ленты изготавливают листы. Их толщина, как правило, 1 миллиметр.

Ряд производителей предлагает порошок пермаллоя, листы и стальные пруты по 4 сантиметра в диаметре. Реже встречаются круговые формы в диаметре около сантиметра.

Какой бы ни была форма выпуска пермаллоя, ценник устанавливается за кило, или тонну. Так, в ленте 1000 граммов стоит 2 500 — 3 000 рублей. Исключением являются образцы исключительно тонкой прокатки.

За них могут просить 4 000-5 500 рублей. Цена указана, так же, за кило. 1000 граммов сплава в прутах обходится покупателям от 500 — от до 2 500 рублей. Производят как длинные, так и укороченные версии. Последние именуют прутками.

Читайте также:  Станки для художественной ковки своими руками

За кило порошка пермаллоя просят от 300-от рублей. Материал годится, к примеру, на покрытия. Одно из них кроме никеля с железом содержит фосфор, разработано на одном из питерских ОАО.

Покрытие равномерно ложится на сложнопрофилируемые детали. В их нутро принято закладывать бюджетные сплавы. У покрытий на основе порошков пермаллоя высокая скорость осаждения. Можно напылять толстый слой. В итоге, деталь работает как цельнопермаллоевая, но стоит дешевле, да и изготавливается проще.

Ценник на листы устанавливается, как правило, в тоннах. За 1 000 кило могут просить, как 40 000, так и 600 000 рублей. Стоимость зависит от толщины, длины ширины листов, а так же, марки сплава.

Источник: https://tvoi-uvelirr.ru/chto-takoe-permalloj-opisanie-svojstva-primenenie-i-cena-permalloya/

Магнитная проницаемость основных материалов, таблица

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение
Проект Карла III Ребане и хорошей компании


Раздел недели: Символы и обозначения оборудования на чертежах и схемах
Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Магнитная проницаемость. Магнитная постоянная.  / / Магнитная проницаемость основных материалов, таблица.

  • Магнитная проницаемость это способность материала поддерживать распростарнение магнитного поля в нем
  • Магнитная проницаемость измеряется в Гн/м = (H/m (henries/m))  или Н/А2 = (N/A2(newtons/ampere2)
    • Магнитная проницаемость вакуума = Магнитная постоянная это:
    • µ0 = 4π*10−7 (Гн/м) ≈ 1.257*10−6 (H/m, N/A2)

Относительная магнитная проницаемость материала (случается ее называют просто «магнитной проницаемостью») это: отношение магнитной проницаемости среды к магнитной проницаемости вакуума µ0:

  • µr = µ / µ0    
    • где
    • µr = относительная магнитная проницаемость материала (среды)
    • µ =магнитная проницаемость материала (среды)
Medium Permeability — µ — (Гн/м) Relative permeability μ / μ0
Воздух 1.25663753*10−6 1.00000037
Алюминий 1.256665*10−6 1.000022
Аустенитная нержавеющая сталь 1.260*10−6  — 8.8*10−6 1.003–7
Вакуум (µ0) 4π*10−7 1
Вода 1.256627*10−6 0.999992
Водород 1.2566371*10−6 1
Висмут 1.25643*10−6 0.999834
Дерево 1.25663760*10−6 1.00000043
Железо (чистота 99.8%) 6.3*10−3 5000
Железо (99.95% чистое Fe отожженное в водороде) 2.5*10−1 200000
Железо-кобальтовые сплавы 2.3*10−2 18000
Медь 1.256629*10−6 0.999994
Никель-цинковый феррит — магнит 2.0*10−5 – 8.0*10−4 16 – 640
Мартенситная нержавеющая сталь (отожженная) 9.42*10−4 — 1.19*10−3 750 – 950
Мартенситная нержавеющая сталь (закаленная) 5.0*10−5 — 1.2*10−4 40 – 95
NANOPERM® — магнитомягкий нанокристаллический сплав 1.0*10−1 80000
Неодимовый магнит 1.32*10−6 1.05
Никель 1.26*10−4 — 7.54*10−4 100 – 600
Пермаллой (сплав 80% никеля и 20% железа) 1.0*10−2 8000
Платина 1.256970*10−6 1.000265
Сарфир 1.2566368*10−6 0.99999976
Сверхпроводники
Углеродистая сталь 1.26*10−4 100
Ферритная нержавеющая сталь (отожженная) 1.26*10−3 — 2.26*10−3 1000 – 1800
Фторопласт 4, Ф-4,   Teflon 1.2567*10−6 1

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.

Источник: https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/ElectricityAndMagnethism/MagneticPermeability/MagneticPermeabilityGenaralTable/

Магнитно-экранирующий материал Мю-металл (пермаллой)

Mu-Metal (Мю-металл, пермаллой) – это «мягкий» ферромагнитный материал (магнитомягкий материал, пермаллой), не сохраняющий макроскопические внутренние поля после снятия внешнего магнитного поля.

Большинство сплавов представляют собой пермаллои, содержащие около 80% никеля (Ni), 20% железа (Fe) и небольшие количества молибдена (Мo).

Магнитно-экранирующий материал с высокой проницаемостью Мю-металл — это неориентированный 80% никель-железо-молибденовый сплав (пермаллой) с очень высокой начальной проницаемостью и максимальной проницаемостью с малыми потерями на гистерезис.

Магнитное экранирование работает путем перенаправления распространения линий магнитного поля, таким образом, что магнитный поток протекает через стенки самого экрана, минуя внутреннюю часть экранируемой области или вакуумной камеры, изготовленной из мю-металла.

Ферромагнетизм в пермаллоях (мю-металл) возникает на квантовом уровне. Ферромагнитные элементы имеют наименьшее энергетическое состояние электронных орбиталей, которое выравнивает e-spins спины электронов параллельно, таким образом придавая атому собственный магнитный момент.

Самое низкое микроскопическое энергетическое состояние совокупности атомов с этими магнитными моментами выравнивается для того, чтобы произвести полное магнитное поле.

Поскольку поддержание ненулевого магнитного поля потребует энергии, наименьшее макроскопическое энергетическое состояние требует, чтобы атомы делились на области около 1000 атомов в поперечнике, и чтобы магнитная ориентация этих областей была случайной.

Под действием внешнего прилагаемого магнитного поля домены магнетически перестраиваются до некоторой степени и таким образом создают собственное поле. Первоначальное поле продолжает существовать, но теперь полное поле является суммой (или суперпозицией) первичного и индуцированного поля.

Индуцированное поле должно иметь выравнивание противоположной полярности с основным полем (так же, как два магнитных бруска должны ориентироваться север к югу и юг к северу), а суперпозиция двух полей приводит к более низкому наблюдаемому полю, что и приводит к магнитному экранированию.

Применение

Компания ЭлекТрейд-М предлагает услуги в конструировании и производстве магнитных экранирующих компонентов и вакуумных камер с высокой проницаемостью для низких частот и статических магнитных экранов для использования в различных отраслях: авиационно-космическая, военная и радиоэлектронная промышленность, нефтегазовая отрасль, энергетика, высокотехнологичное производство, медицина, микроскопия, квантовые компьютеры, GPS связь, наука, образование и другие области.

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применениеВакуумная камера из магнитно-экранирующего материала Мю-металл (пермаллой)

Источник: http://eltm.ru/magnitnoekraniruyuschii-material-myumetall-permalloi.html

Свойства и применение пермаллоя

Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

В технике кроме привычных марок стали и сплавов с высокими характеристиками прочности находят свое применение и составы, имеющие другие, не менее важные свойства. Одним из таких уникальных по своим свойствам выступает пермаллой – магнитно-мягкий сплав на основе железа и никеля.

Что представляет собой пермаллой?

Определение пермаллоя связано с его физико-химическими характеристиками. Это сплав, имеющий выраженные магнитные свойства, способный пропускать магнитные волны через свою структуру. Вместе с тем, сам металл, несмотря на содержание в его составе железа не является рекордсменом по прочности.

И все же, именно магнетическая способность с нулевой магнитоострукцией и делают его уникальным среди остальных металлов и сплавов, применяемых в производстве радиокомпонентов.

По своей структуре пермаллой является сплавом железа и никеля, при этом массовая доля последнего может составлять от 40 до 82 %. В составе рецептуры могут быть и другие компоненты. Сплав выпускается как в чистом виде, так и в виде состава с примесями, корректирующими физические свойства металла.

Так, для увеличения механической прочности в состав сплава добавляется хром и молибден. Эти металлы также существенно влияют и на проницаемость металла магнитным полем. Здесь стоит отметить, что свое название, состоящие из двух частей, он получил именно из-за своих физических свойств.

Так «Perm» соответствует  английскому значению слова «проницаемость». Вторая половина  «Alloy» означает сплав.

Свойства сплава

Чистый пермаллой обладает способностью пропускать через себя магнитное поле. А вот добавление лигатуры в состав сплава способствует увеличению этих свойств или, их уменьшению. Насыщение сплава молибденом приводит к существенному уменьшению индукции насыщения. На практике это означает, уменьшение максимального магнитного потока проходящего через минимальное сечение проводника.

В состав сплава часто кроме молибдена и хрома включают медь, марганец и кремний. Марганец и кремний обеспечивают упрощение механической обработки металла. Правда такие добавки одновременно увеличивают и его удельное сопротивление.

Но если брать для сравнения пермаллой с кремнием и марганцем, и низконикелевый пермаллой, то при сравнении удельного сопротивления обоих марок сплавов то станет ясно, что оба они имеют почти одинаковый показатель.

Таким образом, для достижения необходимых качеств в рецептуре сплава иногда достаточно поменять процентное соотношение основных составляющих, и не пользоваться лигатурными добавками.

Использование меди в сплаве вызвано необходимостью сохранить термостабильность, или по-другому добиться того чтобы при скачках температуры сплав не менял своей структуры. Среди известных наиболее популярных марок пермаллоя это свойство имеет разный показатель.

Так самый распространенный сплав 79НМ имеет самый высокий показатель проницаемости в слабых магнитных потоках. При этом, 79 – это процентный показатель содержания никеля в композиции сплава.

А ведь кроме него среди никельсодержащих сплавов пермаллоя есть еще и марка 80, 81 и 83.

Сплавы с средним показателем содержания никеля имеют отличную проницаемость и такое же отличное удельное сопротивление.

Во многом свойства сплава зависят не только от состава сплава, но и от того какой способ обработки. Здесь, прежде всего речь идет об обработке высокой температурой.

Закалка и отжиг осуществляется при нагревании металла до температуры 950 градусов и выдерживании его в таком состоянии в течении одного часа. Дальше идет отпуск путем снижения температуры на 100 градусов каждый час до нормальной температуры.

Второй способ заключается в нагреве до показателя 600 градусов и охлаждение при комнатной температуре воздуха.

Читайте также:  Сварка силумина аргоном в домашних условиях: технология

В результате такой обработки получается сплав, который превосходит обычный не подвергавшийся воздействию высокой температуры по показателю сопротивления напряжению.

Практическое применение сплава

Пермаллой относится к прецизионным сплавам. Сплав с такими уникальными физико-химическими свойствами требует высокой технологии производства. Чистота композиции и строгость соответствия стандартам требуют высокой точности соблюдения всех пропорций.

В готовом виде производитель представляет потребителям проволоку, прут, ленту. Для специальных целей может выпускаться лента толщиной до 0,5 см. Кроме металлических изделий на рынок поставляется пермоллой и в виде порошка для обработки изделий сложной формы. Сплав отлично подходит для напыления и порошкового покрытия деталей.

Чаще всего он используется в качестве пластин трансформаторов и катушек реле. Изменение направленности магнитного поля позволяет использовать пермаллой как основной материал для изготовления звукозаписывающих головок для магнитофонов, использующих магнитную ленту.

Благодаря своим свойствам пермаллой используется там, где есть необходимость получить магнитную индукцию в условиях отсутствия или минимального проявления магнитного поля.

Источник: https://1nerudnyi.ru/permalloj-10/

Пермаллой — свойства и применение

Пермаллой пользуется огромным спросом в электротехнической промышленности, за счет высокого удельного сопротивления и магнитной проницаемости. Он незаменим в производстве трансформаторов, катушек индуктивности и прочих изделий. Сплав состоит из никеля и железа с небольшим содержанием других металлов, которые позволяют добиться нужных свойств.

Состав пермаллоя

В зависимости от марки пермаллой имеет в составе различное соотношение никеля и железа. Стандартный состав:

  • никель — 81%
  • железо — 19%

Иногда легируют другими металлами для получения необходимых свойств. Металл был изобретен более века назад и первоначально использовался для экранирования кабеля, протянутого на большие расстояния. В нашу страну он был завезен значительно позже и быстро получил популярность для производства электронного оборудования.

Состав металла строго нормируется и не допускает отклонений. Любые неточности приводят к изменению характеристик, что недопустимо для современного производства. Подробнее о различных видах пермаллоев можно узнать в ГОСТ 10994-74.

В зависимости от состава пермаллои делятся на:

  • высоконикилиевые, содержащие около 80% никеля. Наиболее распространенным продуктом этой группы является сплав 79НМ.
  • Низконикелевые, по большей части состоящие из железа. Такой металл имеет меньший показатель магнитной проницаемости, но обладает прекрасным удельным сопротивлением. Чаще всего применяют сплав 50НХС.

Чаще всего в качестве добавок используются следующие вещества: Г – марганец; C – кремний; X – хром; Н – никель; Д – медь; A – азот; Ф – ванадий; В – вольфрам; E – селен; К – кобальт; Л — бериллий; М – молибден; P – бор; T – титан; Ю – алюминий; Ц – цирконий; П – фосфор; Ч – прочие элементы.

Характеристики

Содержание никеля в составе делает его стойким к коррозии и воздействию агрессивных химических веществ. Благодаря этому продукция, изготовленная из железоникелевых сплавов, может применяться в любых условиях.

Кроме того, материал прекрасно поддается обработке всеми известными способами без применения сложного и дорогостоящего оборудования. Простую обработку можно выполнить даже ручным инструментом. Благодаря чему, пермаллой может использоваться в качестве сырья для производства любых деталей.

Сплав обладает высокой прочностью и пластичностью. Однако основными качествами данного металла являются высокие показатели удельного сопротивления и магнитной проницаемости.

Для получения различных свойств в сплав добавляют молибден, медь, кремний и прочие металлы. Так, например, для придания термостабильности осуществляют легирование медью.

Маркируются циферно-буквенным обозначением, где первое число означает процентное содержание никеля, затем идет буква «Н» и обозначения дополнительных компонентов содержащихся в пермаллое. К примеру, обозначение 79HM, расшифровывается как пермаллой с 79 % содержанием никеля, легированный молибденом.

Эксплуатационные характеристики пермаллоя зависят не только от его состава, но и от метода обработки. Чаще всего применяют закаленный состав, превосходящий обычный по магнитной проницаемости и электросопротивлению. Стоит отметить, что свойства зависят также от скорости нагрева и охлаждения во время термообработки.

Производство пермаллоя

Процесс производства пермаллоя технически сложен, Чаще всего он поставляется в виде ленты малой толщины. Также выпускаются пруты, листы и порошок из пермаллоя. Сам процесс является сложной процедурой, требующей сложного промышленного оборудования и высокой точности изготовления.

Во время производства пермаллой обязательно проходит термическую обработку, в противном случае магнитная проницаемость будет крайне низкой. Во время термического процесса металл нагревается до температуры 1300 ºC, после чего идет постепенное остывание на 400 ºC.

Прокатка выполняется на мощных прокатных станах, где сырье принимает форму готовой продукции. После этого полученная продукция обжигается и проходит испытания и контроль качества. Данный металл используется в современном высокоточном оборудовании, поэтому брак и различные отклонения от государственных стандартов не допустимы.

Применение 

Пермаллой является сложным в производстве дорогостоящим металлом. Поэтому его стараются использовать там, где без него нельзя обойтись. Однако не смотря на это, он широко распространен в электротехнике и прочих отраслях промышленности.

Изначально применялся для уменьшения искажений в телекоммуникационных проводах. В настоящее время невозможно себе представить изготовление сердечников трансформаторов и катушек индуктивности без применения пермаллоя. Здесь необходим материал, который способен накапливать энергию в магнитном поле, сложно найти другой металл, который позволит сделать это также эффективно.

Пермаллой способен получать максимальную индукцию даже при слабом магнитном поле. Это позволяет изготавливать из него компоненты датчиков для определения магнитного поля и различных измерительных приборов.

В современных импульсных трансформаторах применяют пермаллой с максимальным удельным сопротивлением. Благодаря этому такие устройства при небольшом размере способны преобразовывать различные характеристики напряжения.

Также пермаллой широко востребован для изготовления звуковой и высокочастотной аппаратуры. В любом усилителе, головках динамиков и звукозаписывающем оборудовании вы найдете данный сплав. Он также является материалом для производства защитных корпусов элементов, чувствительных к магнитному воздействию.

В медицине пермаллой применяют для экранирования комнат для МРТ и прочих магнитных процедур. Также незаменим для мощных электрических микроскопов.

Порошок пермаллоев применяют для покрытия различных поверхностей, чтобы придать им необходимые свойства. Часто его используют для напыления толстого слоя на металлическую основу, что позволяет получить деталь по свойствам схожую с изготовленной из пермаллоев, но стоящую дешевле.

Цена проката

В свое время пермаллой был достаточно дефицитным сырьем, и купить его было достаточно сложно. С ростом востребованности продукта ситуация в корне изменилась и пермаллой можно купить по относительно низким ценам.

Цена зависит от состава и способа обработки. При этом форма поставки практически не влияет на ценник изделия. В любом виде стоимость пермаллоев устанавливается в зависимости от веса. Однако изделия тонкой прокатки стоят дороже, из-за многократного использования прокатного стана.

Самым дешевым изделием из пермаллоев является порошок, который наиболее прост в изготовлении.

Пермаллой сложен в производстве и требуется немало хлопот, чтобы получить необходимый по свойствам сплав. Однако не смотря на это, он широко используется в современной жизни и сложно найти современную электронную аппаратуру без данного металла.

Применение сплава востребовано благодаря уникальным свойствам изделий сырьем для которых служат пермаллои. Практически не существует металлов с подобными характеристиками удельного сопротивления и магнитных свойств.

Источник: https://prompriem.ru/splavyi/permalloj.html

ПЕРМАЛЛОИ

  • МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
  • Развитие автоматики, радиосвязи, электрических измерений и других областей техники потребовало создания материалов с более высокими магнитными свойствами в слабых полях, чем у электротехнических сталей.
  • К таким материалам относятся прежде всего пермаллои — сплавы железа с никелем, обычо легированные хромом, медью, кремнием и некоторыми другими элементами.

Высокие магнитные свойства пермаллоев в слабых полях бы­ли известны еще в 1913 г.

Однако широкое внедрение этих ма­териалов в технику произошло в последние 15—20 лет, а первый стандарт[31] на эти материалы в СССР введен только с 1 /VII 1963 г.

На рис. 35 представлены зависимости физических свойств железоникелевых сплавов от содержания никеля. Из рассмотре­ния кривых ВИДНО, ЧТО наибольшими значениями Ца и р-шах обла­
дает сплав с содержанием 78,5% Ni, получивший название клас­сического пермаллоя.

Для этого сплава константа кристаллографической анизотро­пии К и магнитострикция насыщения Ks близки к нулю.

Как показали Н. С. Акулов и затем Е. И. Кондорский, одно­временное равенство нулю К и Xs и является причиной особенно легкой намагничиваемости пермаллоев, что объясняется следую­щим образом.

Уменьшение магнитной кристаллографической анизотропии или, другими словами, уменьшение внутрикристаллических сил ориентации приводит к тому, что разница в работе, которую надо совершить для намагничивания кристалла в «легком» или в «трудном» направлениях, становится меньше. Уменьшение маг- нитострикции приводит к снижению напряжений в кристалличе­ской решетке, возникающих при изменении линейных размеров под действием намагничивающего поля, и, следовательно, облег­чает процессы намагничивания.

Следует отметить, что при близких к нулю значениях К и ^S магнитные свойства материала становятся чрезвычайно чувстви­тельными к наличию внешних напряжений, что в большинстве случаев является нежелательным.

Магнитные свойства в очень большой степени зависят также от химического состава и чистоты сплава. При этом особенно сильное влияние оказывают примеси, такие, как углерод, сера и кислород, не входящие в твердый раствор.

  1. Высокие магнитные свойства у пермаллоя с содержанием 78,5% Ni были получены в результате особого вида термической обработки, так называемой «пермаллойной», которая состоит из двух этапов.
  2. Нагрева до 900—950° С с выдержкой при этой температуре в течение часа и охлаждением со скоростью, не превосходящей 100° С в час.
  3. Повторным нагревом до 600° С и охлаждением при комнатной температуре на медной плите со скоростью до 1500 град/мин («воздушная закалка»).
  4. Сильная зависимость проницаемости от скорости охлажде­ния объясняется образованием сверхструктуры * при медленном охлаждении, однако окончательно выясненным этот вопрос счи­тать нельзя.
  5. При очень большой скорости охлаждения магнитные свойст­ва ухудшаются, что объясняется возникновением внутренних на­пряжений.
  6. Дальнейшие исследования показали, что двойная обработка для классического пермаллоя может быть заменена одинарной, заключающейся в высокотемпературном отжиге при 1300° С в чистом сухом водороде и длительном отпуске при 400—500° С.
Читайте также:  Дефекты сварных швов: виды, методы обнаружения и контроля, причины

Из рис. 35 можно увидеть, что второй максимум для началь­ной проницаемости наблюдается для сплавов с содержанием 40—50%Ni. Эти сплавы обычно называют низконикелевыми, в отличие от высоконикелевых с содержанием 72—80%Ni.

В табл. 8 приведены некоторые свойства высоконикелевого (78,5% Ni) и низконикелевого (50% Ni) нелегированных пермал­лоев в постоянных магнитных полях.

Таблица 8

Свойства нелегированных высоконикелевого (78,5% Ni) н ннзконнкелевого (50% Ni) пермаллоев [Л. 3]

  • Содер­жание
  • Никеля,
  • %
[J.
Max
Н
С
В
S
Р. „ ом-мм'1м Термическая обработка
50 78,5 2000—3200 7000-14 000 50 000—60 000 100 000—200 000 0,75 э (6 ajM) 0,25 э (2а/л) 15 500 гс (1,55 тл) 10 500 гс (1,05 тл) 0,5 0,25 Отжиг 1000—1200° С Двойная (пер — маллоевая)

На основании данных табл. 8 можно сделать следующие вы­воды.

Магнитная проницаемость у высоконикелевых пермаллоев в несколько раз выше, чем у низконикелевых, и в несколько десят­ков раз выше, чем у электротехнических сталей. Отметим, что без термической обработки проницаемость пермаллоев ниже, чем у технически чистого железа.

Индукция насыщения высоконикелевых пермаллоев прибли­зительно в 2 раза ниже, чем у электротехнических сталей и в 1,5 раза ниже, чем у низконикелевых.

Отсюда следует, что высоконикелевые пермаллои нецелесо­образно применять ;В качестве материала для сердечников сило­вых трансформаторов и других устройств, для которых сущест­венным является создание большого магнитного потока.

Удельное электросопротивление высоканикелевых пермалло­ев, в 2 раза меньше, чем у низконикелевых. Следовательно, при работе в переменных магнитных полях, особенно на повышенных частотах, предпочтение надо отдать низконикелевым пермал­лоям.

Термическая обработка высоконикелевых пермаллоев слож­нее, чем низконикелевых.

Следует также иметь в вид)', что высоконикелевые пермаллои дороже низконикелевых из-за большого содержания никеля и что механические напряжения, а также чистота

Источник: https://msd.com.ua/magnitnye-materialy/permalloi/

Влияние режима отжига и охлаждения на значение начальной магнитной проницаемости пермаллоя 81нма

В статье рассмотрены эксперименты по термообработке сердечников сверхминиатюрных вихретоковых преобразователей из сплава 81НМА. Разработано несколько методик обработки сплава с нагреванием и последующим охлаждением образцов. Определены режимы термообработки, позволяющие достигать наиболее высоких значений магнитной проницаемости.

При разработке сверхминиатюрных вихретоковых преобразователей (ВТП) важен выбор материала, применяемого при изготовлении сердечников. Данный материал должен иметь наибольшее значение магнитной проницаемости при малой напряженности магнитных полей.

Это позволяет значительно увеличить локальность контроля и глубину проникновения поля, за счет чего становится возможным исследовать микроскопические структуры на большой глубине [1]. В связи с этим крайне актуально использование сплавов с максимальным значением начальной магнитной проницаемости [2].

Повышение значения магнитной проницаемости можно произвести при помощи использования различных режимов термообработки. При этом становится важным контролировать параметры девиации магнитной проницаемости с целью не допустить значительного разброса параметров у сердечников, подвергнутых термообработки.

Повышение разброса значений магнитной проницаемости может привести к различным метрологическим характеристикам вихретоковых преобразователей, изготовленных на их основе и, как следствие, к усложнению процедуры калибровки датчиков.

В качестве материала с максимальной магнитной проницаемостью, был выбран сплав 81НМА, имеющий наивысшее значение магнитной проницаемости в слабых постоянных и переменных магнитных полях, а также пониженную чувствительность к механическим воздействиям и повышенную прочность.

Для данного материала, в соответствии с ГОСТ 8.377-80 (Табл.1) была разработана технологическая инструкция, определяющая режимы термообработки сплава (Табл. 2.).

Таблица 1:

№ режима Марка сплава Среда отжига Температура отжига и скорость нагрева Время выдержки, ч Режим охлаждения Нормативный документ
1 81НМА Вакуум с остаточным давлением не выше 10-2 Па 850+25оС, не более 500оС/ч 3 До 600 оС со скоростью не более 200 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью не менее 400 оС/ч, далее с печью в вакууме до T

Источник: https://novainfo.ru/article/3985

Пермаллой — это… Что такое Пермаллой?

Пермалло́й — прецизионный сплав с магнитно-мягкими свойствами, состоящий из железа и никеля (45–82 % Ni).[4] Может быть дополнительно легирован несколькими другими компонентами.

Сплав обладает высокой магнитной проницаемостью (максимальная относительная магнитная проницаемость μ~100 000), малой коэрцитивной силой, почти нулевой магнитострикцией и значительным магниторезистивным эффектом.

Благодаря низкой магнитострикции сплав применяется в прецизионных магнито-механических устройствах и других устройствах, где требуется стабильность размеров в меняющемся магнитном поле. Электрическое сопротивление пермаллоя меняется обычно в пределе 5 % в зависимости от силы и направления действующего магнитного поля.[3]

Механические свойства

Толщина скин-слоя различных сплавов от частоты электромагнитного поля.

Пермаллой является механически мягким[5] и устойчивым к коррозии материалом.[6]

Электрические и магнитные свойства

Для типичного соотношения никеля и железа в сплаве 81 % и 19 % соответственно, пермаллой обладает кубической решёткой и кубической магнитной анизотропией, коэффициенты которой близки к нулю. В тонких плёнках поле анизотропии, определяемое как поле, необходимое для поворота намагниченности в направлении тяжелой оси не превышает 10 Э.

[7] В некоторых случаях одноосную анизотропию создают легированием пермалоя кобальтом (например, Ni65Fe15Co20). Одноосную анизотропию в плёнках можно также получить электроосаждением в магнитном поле 0,5 кЭ (40 кА/м).

[2] Отдельное подавление магнитной анизотропии (но не магнитострикции) возможно в аморфных формах пермаллоев с использованием бора (например, Ni40Fe40B20).[8]

Отличительной особенностью Ni81Fe19 является так же близкий к нулю коэффициент магнитострикции.[7] Намагниченность насыщения пермаллоя составляет величину порядка 104 Гс (1 Тл).[2]

Удельное электрическое сопротивление пермаллоя составляет 2·10-5 Ом·см, а магнеторезистивный коэффициент лежит в пределах от 2 до 4 % (2% для полей порядка 3,75 Э или 300 А/м). В частности, проводимость электронов с основным направлением спинов превышает проводимость для неосновного направления в шесть раз.[7][2]

Зависимость точки Кюри и намагниченности насыщения от доли никеля в пермаллое

Марки

Состав прецизионных магнитно-мягких сплавов определяется ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки.», технические условия определяются ГОСТ 10160-75. Согласно ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки.

» маркировка сплавов (кроме термобиметаллов) состоит из двузначного числа, обозначающего среднюю массовую долю элемента и буквенного обозначения элемента после цифры. Железо в маркировке сплава не указывается.

Сплавы, обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой в слабых полях:[9]

64Н (65Н) 81НМА 68НМ, 68НМП
76НХД, 76НХДП 40НКМ, 40НКМП 79НМ, 79НМП
45Н 79Н3М 47НК
80НХС 50Н, 50НП 50НХС

Основной сплав из группы пермаллоев — 79НМ:[9]

Fe
C
Si
Mn
Ni
S
P
Mo
Ti
Al
Cu
13,73 — 16,8 до 0,03 0,3 — 0,5 0,6 — 1,1 78,5 — 80 до 0,02 до 0,02 3,8 — 4,1 до 0,15 до 0,15 до 0,2

Применение

Схема экранирования кабеля пермаллоем

Пермаллой используется для изготовления трансформаторных пластинок, для элементов магнитных записывающих головок. Первоначально, пермаллой использовался для уменьшения искажения сигнала в телекоммуникационных кабелях как компенсатор их распределённой ёмкости.

  • Магниторезистивные свойства пермаллоя используют в датчиках магнитного поля, в частности в микросхемах, как например в двухосном магнитометре HMC1002[10].
  • Прокат пермаллоя применяется для экранирования от магнитного поля — помещений для МРТ, электронных микроскопов и некоторых других особо чувствительных приборов.
  • Из пермаллоя изготавливают защитные кожухи для микросхем, и катушек — особо чувствительных к магнитному полю.

Примечания

  1. ГОСТ 10160-75 [1]
  2. 1 2 3 4 5 Ziese, Thornton, 2001, p. 285
  3. 1 2 Mallinson, 1996, pp. 33
  4. Пермаллой — статья из Большой советской энциклопедии
  5. Mallinson, 1996, p. 36
  6. Ōsaka, Datta, Shacham-Diamand, 2009, p. 78
  7. 1 2 3 Mallinson, 1996, pp. 33—35
  8. Ziese, Thornton, 2001, p. 286
  9. 1 2 ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки.»
  10. http://terraelectronica.ru/pdf/HONEY/HMC1002.pdf
  • John C. Mallinson Magneto-resistive heads: fundamentals and applications. — Academic Press, 1996. — Vol. 1. — 133 p. — (Electromagnetism Series). — ISBN 9780124666306
  • Michael Ziese, Martin J. Thornton Spin electronics. — Springer, 2001. — Vol. 569. — 493 p. — (Lecture notes in physics). — ISBN 9783540418047
  • Tetsuya Ōsaka, Madhav Datta, Yosi Shacham-Diamand Electrochemical Nanotechnologies. — Springer, 2009. — P. 479. — ISBN 9781441914231
  • H. P. J. Wijn Magnetic properties of metals: d-elements, alloys, and compounds. — Springer, 1991. — 190 p. — (Data in science and technology). — ISBN 9783540534853
  • Супермаллой
  • Пермендюр
  • Мю-металл
  • Инвар

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/297783

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector