Пермаллой | это... Что такое Пермаллой? (original) (raw)

Metallurgy stub.svg
Пермаллой
Permalloy strip.jpg
Тип сплава
Прецизионный магнитно-мягкий сплав
Физические свойства
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]

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

Механические свойства

\delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}}

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

Литература

Ссылки

См. также