Сплави з високою початковою магнітною проникністю

Пермаллои – це сплави заліза з нікелем (Fe – Ni), заліза з нікелем і кобальтом (Fe – Ni – Co) і заліза з кобальтом (Fe – Co). Всі сплави містять в невеликих кількостях марганець (0,30 – 0,60%) і кремній (0.15 – 0,30%). Вони мають дуже високою магнітною проникністю і малої коерцитивної силою. При певному хімічному складі ці сплави характеризуються також дуже низькою магнітною анізотропією і малої константою магнітоскріпціі, що є однією з причин їх особливо легкого намагнічування і високою магнітноїпроникності.

Магнітні властивості пермаллоев можна поліпшити шляхом додаткового легування молібденом, хромом, міддю, кремнієм, ванадієм та ін. Молібден і хром підвищують питомий опір і початкову магнітну проникність, зменшують чутливість до механічних напруг, але знижують індукцію насичення. Мідь підвищує температурну стабільність і питомий опір, а також стабільність магнітної проникності при зміні напруженості магнітного поля у вузькому інтервалі. Крім того, сплави, леговані міддю, краще піддаються механічній обробці. Кремній збільшує питомий опір сплавів.

Недоліки пермаллоев – висока чутливість магнітних властивостей до механічних напруг, знижені значення індукції насичення в порівнянні з електротехнічними сталями, необхідність проведення складного відпалу після механічної обробки і відносно висока вартість.

Магнітні властивості пермаллоев сильно залежать від хімічного складу і наявності домішок. На їх властивості негативно впливають домішки, що не утворюють твердих розчинів (вуглець, кисень, сірка і фосфор). Крім того, магнітні властивості різко змінюються в залежності від режиму термічної обробки. Для зняття механічної напруги, сильно погіршують магнітні властивості, все магнітні вироби з пермаллоев піддають спеціальній термічній обробці – відпалу при температурі 1300оС в чистому сухому водні і довгій відпустці при 400 – 500оС. Відпалені вироби повинні бути світлими, чистими, без окислів, темних плям і кольорів мінливості. При складанні їх не можна піддавати ударам, вигинів, рихтування, шліфовці, надмірної затягуванні з здавлення обмоткою.

Маркування пермаллоев заснована на їхній хімічний склад. У сплавах на залізонікелевій основі перша цифра в позначенні марки сплаву вказує на вміст нікелю в масових відсотках, наприклад, 45н, 50Н. Букви К, М, Х, С, Д, Ф вказують на наявність в сплаві відповідно кобальту, молібдену, хрому, кремнію, міді і ванадію. Букви П, У і А в кінці маркування означають відповідно прямокутну петлю гістерезису, сплав з покращеними властивостями і сплав з більш точним хімічним складом.

Сплави на железокобальтовой основі володіють найбільш високою індукцією магнітного насичення (Bs до 2,4 Тл), температурою Кюрі (Тк до 1050оС) і магнітоскріпціей (1 • 10-4). У маркуванні цих сплавів перша цифра позначає зміст кобальті в масових відсотках, наприклад, 27КХ, 48КНФ, 49КФ, 49К2Ф.

Альсифера – це потрійні сплави алюмінію, кремнію і заліза (Al – Si – Fe), що утворюють тверді розчини. Високу магнітну проникність альсифера мають в дуже вузькому концентраційному інтервалі змісту в сплаві алюмінію і кремнію. Сплав оптимального складу містить 9,6% Si, 54% Al, Fe – інше.

Магнітні властивості альсифера оптимального складу не поступаються магнітними властивостями пермаллоев. Магнітна анізотропія і константа магнітоскріпціі у альсифера близькі до нуля. Однак максимум магнітних властивостей досягається тільки при дуже точному дотриманні складу сплаву, що можна забезпечити тільки для лабораторних зразків. Промислові зразки мають більш низькі значення магнітних властивостей, ніж альсифера оптимального складу. Альсифера відрізняються високою твердістю і великою крихкістю, внаслідок чого товщина виробів з альсифера (наприклад, магнітні екрани) повинна бути не менше 2 – 3 мм. Через низький питомого опору вироби з цього матеріалу не використовують в ланцюгах змінного струму навіть при частоті 50 Гц. Альсифера добре розмелюють в порошок, який використовується в якості феромагнітної фази в магнітодіелектриків.

Посилання на основну публікацію