Пермалой
Пермало́й (англ. permalloy від англ. perm (eability) — «проникність» і англ. alloy — «сплав») — прецизійний залізо-нікелевий сплав з магнітно-м'якими властивостями із вмістом нікелю (Ni) (22…84 %)[1]. Може бути додатково легований декількома іншими компонентами (молібденом, кобальтом, хромом та ін.). Сплав характеризується високою магнітною проникністю, малою коерцитивною силою, практичною відсутністю магнітострикції і значним магнетоопором.
Властивості
Фізичні константи та механічні властивості
- для стрічок у нагартованому стані — HB 155…260 МПа;
- для стрічок після термообробки — HB 90…160 МПа.
Температура Кюрі: від 260 °C (для сплаву 81НМА) до 700 °C (для сплаву 47НК)[2].
Питомий електричний опір: від 0,20 Ом·мм²/м (для сплаву 47НК) до 0,90 Ом·мм²/м (для сплаву 50НХС)[2].
Модуль Юнга: від 160 кН/мм² (для сплавів 50Н, 50НП) до 220 кН/мм² (для сплавів 83НФ, 47НК)[2].
Електричні і магнітні властивості
Магнітна проникність пермалоїв сильно знижується зі збільшенням частоти (через вплив вихрових струмів) і напруженості підмагнічуючого (постійного) поля. Для збільшення питомого опору, поліпшення магнітних характеристик та їх стабільності в заданому діапазоні напруженостей магнітного поля і температур, підвищення механічної міцності і оброблюваності в пермалой додають легуючі елементи — молібден, хром, силіцій, манган, мідь.
Завдяки низькій магнітострикції сплав застосовується в прецизійних магніто-механічних пристроях та інших пристроях, де потрібна стабільність розмірів у змінному магнітному полі. Електричний опір пермалоя змінюється зазвичай в межах 5 % залежно від сили та напряму магнітного поля, що діє.
Пермалой дуже чутливий до механічних впливів, тому при виготовленні деталей з нього слід уникати ударів, рихтування тощо. Після всіх механічних операцій проводять термообробку у вакуумі або в атмосфері водню.
Маркування сплавів
| Маркування компонентів |
Елемент | |
|---|---|---|
| Г | марганець | Mn |
| С | кремній | Si |
| Х | хром | Cr |
| Н | нікель | Ni |
| Д | мідь | Cu |
| Ф | ванадій | V |
| Б | ніобій | Nb |
| В | вольфрам | W |
| К | кобальт | Co |
| Л | берилій | Be |
| М | молібден | Mo |
| Р | бор | B |
| Т | титан | Ti |
| Ю | алюміній | Al |
Склад прецизійних магніто-м'яких сплавів визначається ГОСТ-10994-74[1], технічні умови визначаються ГОСТ-10160-75[2]. Маркування сплавів складається з двозначного числа, що означає середню масову долю нікелю і буквених позначень додаткових легуючих елементів, записаних за цифрою. Залізо в маркуванні сплаву не вказується.
Сплави з високою магнітною проникністю та малою коерцитивною силою в слабких полях:[1]
64Н (65Н) 81НМА 68НМ, 68НМП 76НХД, 76НХДП 40НКМ (40НКМП) (пермінвар) 79НМ (79НМП) (супермалой) 45Н 79Н3М 47НК (пермінвар) 80НХС 50Н, 50НП 50НХС
Примітка:
- буква А в кінці марки означає, що сплав виготовляється із звуженими межами хімічного складу;
- буква П в кінці марки означає додаткову обробку у поздовжньому магнітному полі.
Приклад складу сплаву 79НМ з групи пермалоїв:[1]
| 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 |
Застосування
Пермалой використовується для виготовлення магнітних екранів електричних проводок, малогабаритних сердечників та імпульсних трансформаторів, сердечників котушок індуктивності, головок апаратури магнітного запису.
Магніторезистивні властивості пермалою застосовують в давачах магнітного поля, наприклад у магнітометрах[3].
Прокат пермалою застосовується для екранування від магнітного поля: приміщень для МРТ, електронних мікроскопів та деяких інших високочутливих приладів.
Див. також
Примітки
- ГОСТ 10994-74 Сплавы прецизионные. Марки.
- ГОСТ 10160-75 Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия.
- Honeywell. Sensor products. 1- and 2-Axis Magnetic Sensors HMC1001/1002, HMC1021/1022. Архів оригіналу за 28 вересня 2007. Процитовано 28 вересня 2007.
Джерела
- Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы. — Л.: Энергоатомиздат, 1985. — 304 с.
- Справочник по электротехническим материалам. В 3-х т. / Под ред. Ю. В. Корицкого и др. / Л. Энергоатомиздат, 1986.
- Металознавство: Підручник/О. М. Бялік, В. С. Черненко, В. М. Писаренко, Ю. Н. Москаленко. — 2-ге вид., перероб. і доп. — К.: Політехніка, 2006 .- 384 с. ISBN 966-622-090-3
- Гуляев А. П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1986. — 542 с.