| 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 81Н[3] |
| Коэффициент линейного расширения |
((−40)÷15)⋅10−6 (λ100) ((−15)÷30)⋅10−6 (λ111)[2] |
| Индукция насыщения | 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].
Механические свойства
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 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
Состав прецизионных магнитно-мягких сплавов определяется ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки», технические условия определяются ГОСТ 10160-75 «Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия». 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 (от лат. «силициум») | 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 (от «ювенал») | алюминий | Al |
| Ц | цирконий | Zr |
| П (от лат. «phosphorus») | фосфор | P |
| Ч | редкоземельные металлы |
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
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.
См. также
Примечания
- ↑ 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.
- 1 2 ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки»
- ↑ http://terraelectronica.ru/pdf/HONEY/HMC1002.pdf
Литература
- 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.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .