18-06-2023
Пермаллой |
Тип сплава |
Прецизионный магнитно-мягкий сплав |
Физические свойства |
10-1 = 120÷210 МПа[1]
Точка Кюри:
(300÷900)K[2]
Удельное электрическое сопротивление:
2×10−5 Ом·см для 81Н[3]
Коэффициент линейного расширения:
((−40)÷15)·10−6 (λ100)
((−15)÷30)·10−6 (λ111)[2] до 2 Тл
|
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]
Содержание |
Пермаллой является механически мягким[5] и устойчивым к коррозии материалом.[6]
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]
Состав 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 |
Маркировка | Элемент | |
---|---|---|
Г | марганец | Mn |
С | кремний | Si |
Х | хром | Cr |
Н | никель | Ni |
Д | медь | Cu |
А | азот | N |
Ф | ванадий | V |
Б | ниобий | Nb |
В | вольфрам | W |
Е | селен | Se |
К | кобальт | Co |
Л | бериллий | Be |
М | молибден | Mo |
Р | бор | B |
Т | титан | Ti |
Ю | алюминий | Al |
Ц | цирконий | Zr |
П | фосфор | P |
Ч | редкоземельные металлы |
Основной сплав из группы пермаллойев — 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 |
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.
Пермаллой.