Пермаллой
Шаблон:Сплав Пермалло́й — группа прецизионных сплавов с магнитно-мягкими свойствами, в состав которых входит железо и значительный процент никеля (Шаблон:Nobr Ni)[1]. 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 Шаблон:Nobr в зависимости от силы и направления действующего магнитного поляШаблон:Sfn.
Механические свойства
Пермаллой является механически мягкимШаблон:Sfn и устойчивым к коррозии материаломШаблон:Sfn.
Электрические и магнитные свойства
Для типичного соотношения никеля и железа в сплаве Шаблон:Nobr и Шаблон:Nobr 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 ЭШаблон:Sfn. В некоторых случаях одноосную анизотропию создают легированием пермалоя кобальтом (например, Ni65Fe15Co20). Одноосную анизотропию в плёнках можно также получить электроосаждением в магнитном поле Шаблон:Nobr (Шаблон:Nobr)Шаблон:Sfn. Отдельное подавление магнитной анизотропии (но не магнитострикции) возможно в аморфных формах пермаллоев с использованием бора (например, Ni40Fe40B20)Шаблон:Sfn.
Отличительной особенностью Ni81Fe19 является также близкий к нулю коэффициент магнитострикцииШаблон:Sfn. Намагниченность насыщения пермаллоя составляет величину порядка Шаблон:Nobr (Шаблон:Nobr)Шаблон:Sfn.
Удельное электрическое сопротивление пермаллоя составляет Шаблон:Nobr а магнеторезистивный коэффициент лежит в пределах от Шаблон:Nobr до Шаблон:Nobr (Шаблон:Nobr для полей порядка Шаблон:Nobr или Шаблон:Nobr В частности, проводимость электронов с основным направлением спинов превышает проводимость для неосновного направления в шесть разШаблон:SfnШаблон:Sfn.
Марки и состав
Основной сплав из группы пермаллоев — 79НМ[2]:
| 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 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[3].
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[4] случаях применения пермаллоя обязательным является термическая обработка (отжиг) детали после её формования[4].
См. также
Примечания
Литература
- ↑ Шаблон:Из БСЭ
- ↑ Шаблон:ГОСТ.
- ↑ HMC1002.
- ↑ 4,0 4,1 Преображенский А. А. Магнитные материалы // М.: Высшая школа, 1965. — 235 с. С. 74—79 «Некоторые технологические вопросы, связанные с применением электротехнических сталей и пермаллоев».