Пермаллой — магнитная проницаемость, свойства, применение

Пермаллой – это прецизионный сплав железа (18-55 %) и никеля (45 – 82%), характеризующийся магнитомягкими свойствами. Может быть дополнительно легирован несколькими другими компонентами.

Описание

Свойства

Сплавы

Механические свойства

Толщина скин-слоя различных сплавов от частоты электромагнитного поля.

Пермаллой является механически мягким и устойчивым к коррозии материалом.

Применение

Компания ЭлекТрейд-М предлагает услуги в конструировании и производстве магнитных экранирующих компонентов и вакуумных камер с высокой проницаемостью для низких частот и статических магнитных экранов для использования в различных отраслях: авиационно-космическая, военная и радиоэлектронная промышленность, нефтегазовая отрасль, энергетика, высокотехнологичное производство, медицина, микроскопия, квантовые компьютеры, GPS связь, наука, образование и другие области.

Вакуумная камера из магнитно-экранирующего материала Мю-металл (пермаллой)

Свойства:

– механически мягкий и устойчивый к коррозии материал,

– обладает гранецентрированной кубической решеткой и кубической магнитной анизотропией,

– удельное электрическое сопротивление 2×10−5 Ом·см для сплава марки 81Н,

– индукция насыщения до 2 Тл,

– обладает высокой магнитной проницаемостью (максимальная относительная магнитная проницаемость μ ~ 100 000),

– магниторезистивный коэффициент лежит в пределах от 2 до 4 % (2% для полей порядка 3,75 Э или 300 А/м),

– обладает коэрцитивной силой,

– обладает почти нулевой магнитострикцией и значительным магниторезистивным эффектом,

– электрическое сопротивление пермаллоя меняется в пределе 5% в зависимости от силы и направления действующего магнитного поля.

карта сайта

мо пермаллой 79нм 65нт 81нма 50н 50нп лента свойства купить характеристики цена магнитная проницаемость применение в трансформаторах в москве завод изготовитель

лом круг состав марка плотность покупка сварка магнитные свойства проницаемость сердечник кольцевые сердечники из пермаллоя для звука

листы головка хард кольца проволока пермаллой производители для изготовления сердечника феррозонда

пермаллои это сплавы

относительная магнитная проницаемость пермаллоя

comments powered by HyperComments

Методика измерений

Образцы изготавливались в виде пакетов штампованных колец с наружным диаметром в 34 мм, внутренним – 26 мм. Заусеницы более 0.02 мкм не допускались. Всего было изготовлено 40 пакетов образцов по 15 колец толщиной 0.1 мм, и по 30 колец толщиной 0.05 мм.

Перед термической обработкой все детали и контрольные образцы проходили процедуру обезжиривания в ультразвуковой мойке. Термообработка образцов проводилась по режиму, указанному в табл. 1, 2.

Отожженные образцы помещались в каркасы из электроизоляционного материала (полиэтиленовая пленка толщиной 100 мкм), на которые наносилась вторичная обмотка, изготовленная из провода диаметром 0.1-0.2 мм марки ПЭЛ. Вторичная обмотка состояла из 210 витков. Первичная обмотка располагалась поверх вторичной обмотки и состояла из одного витка. Диаметр провода первичной обмотки составлял 2.5 мм.

Измерения амплитудной магнитной проницаемости контрольных образцов производились при частоте 100 Гц. Схема измерения представлена на рис. 1. При использовании в качестве контрольных образцов пермаллоя 81НМА напряженность поля составляла 0.079 А/м.

Рис. 1. Схема измерения амплитудной магнитной проницаемости и магнитной проницаемости.

Схема установки для измерения магнитных характеристик индукционным методом: Г – генератор; УПТ – усилитель постоянного тока; Т – трансформатор; R – резистор с известным сопротивлением; V1, V2 – вольтметры, К – пакет из колец с нанесенным обмотками (w1 – первичная обмотка, w2 – вторичная обмотка).

Величина напряжения на первичной обмотке составляла 53 мВ. В ходе экспериментов измерялась величина напряжения, индуцированная во вторичной обмотке (U2). Амплитудная магнитная проницаемость рассчитывалась по формуле.

,

где К – коэффициент, величина которого изменяется в зависимости от толщины листов, применяющихся при изготовлении образцов (таблица 3).

Таблица 3

Толщина листа, мм	Количество колец в образце, n	К
0.05	18.8. 103
0.1	21. 103
0.15	12.6. 103
0.2	14.4. 103

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:

64Н (65Н)	81НМА	68НМ, 68НМП
76НХД, 76НХДП	40НКМ, 40НКМП	79НМ, 79НМП
45Н	79Н3М	47НК
80НХС	50Н, 50НП	50НХС

Основной сплав из группы пермаллоев — 79НМ:

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

Результаты экспериментов

Результаты проведенных экспериментов, представлены в таблицах 3, 4. В таблице 3 представлены результаты термообработки образцов, имеющие разные значения начальной магнитной проницаемости до отжига. Термообработка таких образцов производилась в соответствии с температурным режимом, указанным в табл. 1.

Таблица 3

№ образца	Толщина ленты, мкм	Магнитная проницаемость без термообработки	Магнитная проницаемость после отжига
100	170	12300
100	2100	38850
100	540	11550
100	630	25200
100	630	21000
100	210	16080
100	580	20700
100	840	22000
100	620	16500

Данные, представленные в таблице, показывают значительное влияние термообработки на значение начальной магнитной проницаемости сплава 81НМА.

Установлено явное влияние отжига на магнитную проницаемость образцов. Увеличение значения магнитной проницаемости составляло от 18.5 раз (образец №2 с максимальным значением начальной магнитной проницаемости), до 76.5 раз (образец №6). В среднем, магнитная проницаемость образцов под влиянием отжига увеличивалась в 30-40 раз.

В таблице 4 представлены результаты термообработки образцов, отобранных по одинаковой величине начальной магнитной проницаемости до отжига.

Каждый образец подвергался температурной обработке в соответствии с режимами, указанными в табл. 2. Номер образца соответствовал номеру режиму.

Таблица 4

№ образца	Толщина ленты, мкм	Магнитная проницаемость без термообработки	Магнитная проницаемость при температуре отжига 870 С0
100	420	15000
100	420	18900
100	420	21300
100	420	37800
100	420	36580
100	420	31200
100	420	20700
100	420	20800
100	420	12500

В результате проведенных экспериментов установлено, что наивысшее значение магнитной проницаемости можно достичь с использованием температурного режима № 4. Значение магнитной проницаемости при этом составило 36580 и увеличилось в 90 раз. При этом, охлаждение в соответствии с температурным режимом 9 позволило достичь увеличения магнитной проницаемости лишь в 30 раз. Результаты увеличения магнитной проницаемости в зависимости от степени температурной обработки представлены на рис. 2.

Рис. 2. Сравнение магнитной проницаемости образцов, отожжённых по различным температурным методикам

Типы сплавов Мю-металлов и пермаллоев

Стандарт	Состав	Индукция насыщения, Гаусс	Проницаемость
ASTM A753 Alloy 4	Никель 80%, Молибден 4,2-5,2%, Железо	8000	> 350000
ASTM A753 Alloy 3	Никель 78%, Молибден 4,2-5,2%, Медь 5,2%	7500	300000
ASTM A753 Alloy 2	Никель 50%, Железо 50%	12500	150000
Cryoperm	Никель 80%, Молибден 4,2-5,2%	8000	> 350000
Silicon Iron	Кремний 2-4%, Железо	21000	60000

Заключение

Для повышения разрешающей способности вихретоковых преобразователей необходимо добиться наибольшего значения магнитной проницаемости сердечника ВТП. Это позволяет значительно увеличить индукцию магнитного поля, на генерации которого основан метод вихретокового контроля и, как следствие, повысить глубину проникновения и локальность контроля вихретокового преобразователя. Отжиг пермаллоя 81НМА позволяет добиться высокого значения магнитной проницаемости(до 60 раз выше, по сравнению с используемыми ранее ферритами). Однако при отжиге 81НМА крайне важно подобрать правильный температурный режим нагрева и охлаждения. Изменение скорости нагрева и последующего охлаждения всего на 50оС/ч, в некоторых случаях(режимы 3 и 4) способно привести к изменению итогового значения магнитной проницаемости почти в два раза. Таким образом, крайне важно контролировать скорость нагрева и охлаждения при отжиге 81НМА для дальнейшего эффективного использования в вихретоковых преобразователях.

Цена проката

В свое время пермаллой был достаточно дефицитным сырьем, и купить его было достаточно сложно. С ростом востребованности продукта ситуация в корне изменилась и пермаллой можно купить по относительно низким ценам.

Цена зависит от состава и способа обработки. При этом форма поставки практически не влияет на ценник изделия. В любом виде стоимость пермаллоев устанавливается в зависимости от веса. Однако изделия тонкой прокатки стоят дороже, из-за многократного использования прокатного стана.

Самым дешевым изделием из пермаллоев является порошок, который наиболее прост в изготовлении.

Пермаллой сложен в производстве и требуется немало хлопот, чтобы получить необходимый по свойствам сплав. Однако не смотря на это, он широко используется в современной жизни и сложно найти современную электронную аппаратуру без данного металла.

Применение сплава востребовано благодаря уникальным свойствам изделий сырьем для которых служат пермаллои. Практически не существует металлов с подобными характеристиками удельного сопротивления и магнитных свойств.

:

/5 — голосов

Химический состав

Никель	Молибден	Железо	Углерод	Марганец	Кремний
80,0%	4,20%	Баланс	0,02%	0,50%	0,35%

Введение

При разработке сверхминиатюрных вихретоковых преобразователей (ВТП) важен выбор материала, применяемого при изготовлении сердечников. Данный материал должен иметь наибольшее значение магнитной проницаемости при малой напряженности магнитных полей. Это позволяет значительно увеличить локальность контроля и глубину проникновения поля, за счет чего становится возможным исследовать микроскопические структуры на большой глубине . В связи с этим крайне актуально использование сплавов с максимальным значением начальной магнитной проницаемости . Повышение значения магнитной проницаемости можно произвести при помощи использования различных режимов термообработки. При этом становится важным контролировать параметры девиации магнитной проницаемости с целью не допустить значительного разброса параметров у сердечников, подвергнутых термообработки. Повышение разброса значений магнитной проницаемости может привести к различным метрологическим характеристикам вихретоковых преобразователей, изготовленных на их основе и, как следствие, к усложнению процедуры калибровки датчиков.

В качестве материала с максимальной магнитной проницаемостью, был выбран сплав 81НМА, имеющий наивысшее значение магнитной проницаемости в слабых постоянных и переменных магнитных полях, а также пониженную чувствительность к механическим воздействиям и повышенную прочность.

Для данного материала, в соответствии с ГОСТ 8.377-80 (Табл.1) была разработана технологическая инструкция, определяющая режимы термообработки сплава (Табл. 2.).

Таблица 1:

№ режима	Марка сплава	Среда отжига	Температура отжига и скорость нагрева	Время выдержки, ч	Режим охлаждения	Нормативный документ
81НМА	Вакуум с остаточным давлением не выше 10-2 Па	850+25оС, не более 500оС/ч	До 600 оС со скоростью не более 200 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью не менее 400 оС/ч, далее с печью в вакууме до T<100оС	ГОСТ 10160-75

Таблица 2:

№ режима	Скорость нагрева, оС/ч	Режим охлаждения, оС/ч
450	До 600 оС со скоростью 200 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 400 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
400	До 600 оС со скоростью 150 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 400 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
350	До 600 оС со скоростью 100 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 400 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
300	До 600 оС со скоростью 50 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 400 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
250	До 600 оС со скоростью 200 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 500 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
200	До 600 оС со скоростью 200 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 600 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
150	До 600 оС со скоростью 100 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 500 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
100	До 600 оС со скоростью 100 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 600 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч
До 600 оС со скоростью 50 оС/ч, от 600 оС до 400 оС со скоростью 600 оС/ч, до T<100оС со скоростью 100 оС/ч

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МЮ-МЕТАЛЛА (Постоянный ток, DC)

Форма (слиток, проволока) 1	µ при B = 40 G	50000
	µ макс.	200000
	Ho от H=1 Эрстед	0,02 макс
Индукция2	Гаусс	7300
Остаточная магнитная индукция**	Гаусс	3500

1Коэрцитивная сила от (H) = 1,0 Эрстед, 0,008 до 0,02 (Эрстед, Э (Ампер/метр, А/м))

1Потери на гистерезис от H=1,0 Э, Эрг/см3 за цикл от 18 до 24

2Потери на гистерезис (DC) от H = 1, Эрстед, Эрг/cм3 за цикл … 16

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МЮ-МЕТАЛЛА, 60 Гц, (Переменный ток, AC)

Толщина, дюймы (мм)	40 G	200 G	2000 G
0,025 (0,635)	35000	40000	55000
0,014 (0,356)	55000	65000	95000
0,006 (0,152)	65000	85000	135000
0,002 (0,051)	70000	90000	220000

1  Кольцевая ламинация (1 1/2″ (38,1 мм) наружный диаметр x 1″ (25,4 мм) внутренний диаметр образца)

2 Образец — тороидальная лента

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Удельный вес (Масса)	8,75
Плотность	фунт/дюйм3	0,316
	кг/м3	8747
Удельная теплопроводность	BTU in / (hr ft2  F) BTU(терм.)*дюйм/(час*фут2*град.Фарегнейта)	240
	Вт/(м*К) (Вт/(м*°C))	34,6
Удельное электрическое сопротивление	Круговая тысячная Ом на фут  (круговой мил Ом/фут)	349
	Микроом миллиметр (мкОм*мм)	580
Температурный коэффициент электросопротивления	на 1 °F от 0/930°	>0,0006
	на 1 °C от -17,8/499°C	0,0011
Температура Кюри	°F (°C)	860°F (460°C)
Температура плавления	°F (°C)	2650°F (1454°C)
Удельная теплоемкость	BTU/(фунт*°F)	0,118
	кДж/(кг*K)	0,494

Спецификация Cryoperm

Магнитное экранирование Cryoperm обладает теми же защитными свойствами, как и большинство других магнитно-экранирующих материалов, за исключением характеристик, необходимых для холодных и очень холодных приложений. Эффективность снижается при температуре выше -20°C и не смотря на то, что остается некоторая защита от электромагнитных импульсов, пермаллой Cryoperm не предназначен для применения при температурах выше -20°C.

Необходимость в решении криогенных физико-электротехнических задач привело к необходимости создания магнитно-экранирующего материала Мю-металл для криогенных температур, который обеспечивает высокую проницаемость и экранирование в среде, близкой к абсолютному нулю. Традиционные магнитные защитные материалы являются достаточно эффективными при комнатной температуре, однако их магнитные характеристики начинают ослабевать при температуре 0°C и ниже.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...