Пермаллой: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [непроверенная версия] |
Д.Ильин (обсуждение | вклад) →Применение: иллюстрирование |
группа . БСЭ |
||
(не показана 1 промежуточная версия 1 участника) | |||
Строка 38: | Строка 38: | ||
|токсичность= <!-- Да/нет, на сколько --> |
|токсичность= <!-- Да/нет, на сколько --> |
||
}} |
}} |
||
'''Пермалло́й''' — [[Прецизионные сплавы| |
'''Пермалло́й''' — [[Прецизионные сплавы|группа прецизионных сплавов]] с [[Магнитно-мягкие сплавы|магнитно-мягкими]] свойствами, в состав которых входит [[железо]] и значительный процент [[никель|никеля]] ({{nobr|45—82 %}} Ni)<ref name="БСЭ_пермаллой">{{Из БСЭ|заглавие=Пермаллой}}</ref>. Может быть дополнительно [[Легирование (металлургия)|легирован]] несколькими другими химическими элементами. |
||
Сплав обладает высокой [[Магнитная проницаемость|магнитной проницаемостью]] (максимальная относительная магнитная проницаемость μ ~ 100 000), малой [[коэрцитивная сила|коэрцитивной силой]], почти нулевой [[магнитострикция|магнитострикцией]] и значительным [[Магнетосопротивление|магниторезистивным эффектом]]. |
Сплав обладает высокой [[Магнитная проницаемость|магнитной проницаемостью]] (максимальная относительная магнитная проницаемость μ ~ 100 000), малой [[коэрцитивная сила|коэрцитивной силой]], почти нулевой [[магнитострикция|магнитострикцией]] и значительным [[Магнетосопротивление|магниторезистивным эффектом]]. |
||
Строка 58: | Строка 58: | ||
== Марки и состав == |
== Марки и состав == |
||
{| class="wikitable" style="float:left; margin-right:1em; clear:left" |
|||
|+Основные марки магнитомягких сплавов |
|||
|- |
|||
|64Н (65Н) |
|||
|81НМА |
|||
|68НМ, 68НМП |
|||
|- |
|||
|76НХД, 76НХДП |
|||
|40НКМ, 40НКМП |
|||
|79НМ, 79НМП |
|||
|- |
|||
|45Н |
|||
|79Н3М |
|||
|47НК |
|||
|- |
|||
|80НХС |
|||
|50Н, 50НП |
|||
|50НХС |
|||
|} |
|||
Состав [[Прецизионные сплавы|прецизионных]] [[Магнитно-мягкие материалы|магнитно-мягких сплавов]] определяется {{ГОСТ|10994-74}}, технические условия определяются {{ГОСТ|10160-75}}. Согласно {{ГОСТ|10994-74}} 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. |
|||
Марки некоторых сплавов, обладающих высокой магнитной проницаемостью и малой [[Коэрцитивная сила|коэрцитивной силой]] в слабых полях приведены в таблице<ref name="gost10994" />. |
|||
<!-- |
|||
{{Элементы в сплавах}} |
|||
{{-}}--> |
|||
Основной сплав из группы пермаллоев — 79НМ<ref name="gost10994">{{ГОСТ|10994-74}}.</ref>: |
Основной сплав из группы пермаллоев — 79НМ<ref name="gost10994">{{ГОСТ|10994-74}}.</ref>: |
||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
Текущая версия от 02:23, 4 января 2024
Пермаллой | |
---|---|
Тип сплава | |
Прецизионный магнитно-мягкий сплав | |
Физические свойства | |
Твердость по Бринеллю | 10−1 = 120÷210 МПа[1] |
Точка Кюри | 300÷900 K[2] |
Удельное электрическое сопротивление | 2⋅10−5 Ом·см для сплава 81Н[3] |
Коэффициент линейного расширения |
(−40÷+15)⋅10−6 (λ100) (−15÷+30)⋅10−6 (λ111)[2] |
Индукция насыщения | до 2 Тл |
Медиафайлы на Викискладе |
Пермалло́й — группа прецизионных сплавов с магнитно-мягкими свойствами, в состав которых входит железо и значительный процент никеля (45—82 % Ni)[4]. Может быть дополнительно легирован несколькими другими химическими элементами.
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
[править | править код]Пермаллой является механически мягким[5] и устойчивым к коррозии материалом[6].
Электрические и магнитные свойства
[править | править код]Для типичного соотношения никеля и железа в сплаве 81 % и 19 % соответственно, пермаллой обладает гранецентрированной кубической решёткой (ГЦК) 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 также 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].
Марки и состав
[править | править код]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
[править | править код]Пермаллой используется для изготовления пластинок магнитопровода трансформаторов, 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. Например, в датчиках выполненных в виде микросхем. Примером такой микросхемы является HMC1002 с измерением по двум осям[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.
Технологическим недостатком применения пермаллоя является изменение его магнитных характеристик после даже незначительных деформаций. Поэтому во всех[11] случаях применения пермаллоя обязательным является термическая обработка (отжиг) детали после её формования[11].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ ГОСТ 10160-75 «Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия»
- ↑ 1 2 3 4 5 Ziese, Thornton, 2001, p. 285.
- ↑ 1 2 Mallinson, 1996, p. 33.
- ↑ Пермаллой — статья из Большой советской энциклопедии.
- ↑ Mallinson, 1996, p. 36.
- ↑ Ōsaka, Datta, Shacham-Diamand, 2009, p. 78.
- ↑ 1 2 3 Mallinson, 1996, pp. 33—35.
- ↑ Ziese, Thornton, 2001, p. 286.
- ↑ ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки».
- ↑ HMC1002.
- ↑ 1 2 Преображенский А. А. Магнитные материалы // М.: Высшая школа, 1965. — 235 с. С. 74—79 «Некоторые технологические вопросы, связанные с применением электротехнических сталей и пермаллоев».
Литература
[править | править код]- Mallinson John C. Magneto-resistive heads: fundamentals and applications. — Academic Press, 1996. — Vol. 1. — 133 p. — (Electromagnetism Series). — ISBN 9780124666306.
- Ziese Michael, Thornton Martin J. 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.
- Wijn H. P. J. Magnetic properties of metals: d-elements, alloys, and compounds. — Springer, 1991. — 190 p. — (Data in science and technology). — ISBN 9783540534853.