Пермаллой

Магнитные свойства и удельное сопротивление сплава сильно зависит от его состава. Легкое намагничивание этого сплава в слабых полях обусловлено практическим отсутствием у него магнитной анизотропии и явления магнитострикции. Вследствие слабой анизотропии облегчается поворот магнитных моментов из направления легкого намагничивания в направление поля, а благодаря отсутствию магнитострикции при намагничивании не возникает механических напряжений, затрудняющих смещение доменных границ под действием слабого поля.

Магнитные свойства пермаллоев очень чувствительны к внешним механическим напряжениям, зависят от химического состава, наличия примесей в сплаве, от режимов термической обработки материала, которую проводят в вакууме либо в среде водорода, иногда — при наложении магнитного поля. Различают две основные группы пермаллоев: низконикелевые (40-50% Ni; типичный представитель — перменорм) и высоконикелевые (70-83% Ni). Термическая обработка высоконикелевых пермаллоев сложнее, чем низконикелевых.

Индукция насыщения высоконикелевых пермаллоев почти в два раза ниже, чем у электротехнической стали, и в полтора раза ниже, чем у низконикелевых пермаллоев. Магнитные проницаемости высоконикелевых пермаллоев в несколько раз выше, чем у низконикелевых и намного превосходит проницаемости электротехнических сталей. Удельное сопротивление высоконикелевых пермаллоев почти в три раза меньше, чем у низконикелевых, поэтому при повышенных частотах предпочтительнее использовать низконикелевые пермаллои. Для достижения высокой μ и низкой H_c высоконикелевые пермаллои подвергают резкому охлаждению. Магнитная проницаемость пермаллоев сильно снижается с увеличением частоты, причем тем резче, чем больше ее первоначальное значение. Это объясняется возникновением в материале заметных вихревых токов из-за небольшого удельного сопротивления.

Для придания сплавам необходимых свойств в состав пермаллоев вводят рад добавок. Молибден и хром повышает удельное сопротивление и начальную магнитную проницаемость пермаллоев и уменьшают чувствительность к механическим деформациям. Однако одновременно с этим снижается индукция насыщения. Медь увеличивает постоянство μ в узких интервалах напряженности магнитного поля, повышает термостабильность и удельное сопротивление, а также делает сплав легко поддающимся механической обработке. Кремний и марганец увеличивают удельное сопротивление пермаллоев. Высоконикелевые пермаллои для уменьшения скорости охлаждения и повышения электросопротивления обычно легируют Mo, Cr, Cu, Si и др. элементами. Типичный представитель высоконикелевых пермаллоев — молибденовый пермаллой — содержит примерно 79% Ni, 17% Fe, 4% Mo и характеризуется начальной 22000, максимальной μ_max 150000, H_C 0, 012 А/см, точкой Кюри 400^оС.

Сплав супермаллой (англ. super — превосходный), содержащий примерно 79% Ni, 16% Fe, 5% Mo обладает очень высокими магнитными свойствами в слабых полях.

Благодаря применению чистейших шихтовых материалов и особой тщательности в проведении термической обработки в супермаллое достигается наивысшая среди известных магнитно-мягких материалов начальной μ: 100000, μ_max 1000000.

Сплавы типа пермаллой производятся в основном в виде лент толщиной 0, 003-0, 5 мм; используются в радиотехнике, технике связи и других областях применения слабых токов. Вследствие различия свойств низконикелевые и высоконикелевые пермаллои имеют несколько различные применения.

Низконикелевые сплавы применяются для изготовления сердечников малогабаритных силовых трансформаторов, дросселей, реле и деталей магнитных цепей, работающих при повышенных индукциях без домагничивания или с небольшим подмагничиванием. Высоконикелевые сплавы используют для изготовления сердечников малогабаритных трансформаторов, реле и магнитных экранов, сердечников импульсных трансформаторов, магнитных усилителей и бесконтактных реле. Практическое применение в ряде устройств автоматики и вычислительной техники получили также пермаллои. с 65-68% Ni (как правило, легированные 2-3% Mo), характеризующиеся прямоугольной петлей гистерезиса.