«Википедия» определяет пермаллой, как магнитно-мягкий сплав. Это не значит, что он лишен твердости, подвержен царапинам и деформации, словно чистое золото. Тут акцент стоит делать на понятие «магнитно».
Сплав легко пропускает волны поля Земли. Причем, если намагниченность меняется, линейные размеры, объем деталей из пермаллоя остаются прежними. Явление именуют нулевой магнитострукцией. Где она пригождается, собственно, как и пермаллой, расскажем далее. Но, начнем с определения сплава и его свойств.
Что такое пермаллой?
Сплав пермаллой является слиянием железа и никеля. Последнего элемента может быть от 40-ка до 82-ух процентов. Формула меняется, в зависимости от марки сплава.
Могут присутствовать сторонние компоненты. Речь не о примесях, а о лигатуре, придающей составу дополнительные свойства. Так, от подверженности механическим деформациям спасают добавки молибдена и хрома.
Лента из пармаллоя
Эти два металла, так же, увеличивают стартовую магнитопроницаемость. Кстати, название сплав получил именно от этого слова. Perm переводится с английского, как «проницаемость». Alloy — это сплав.
О прочих добавках к сплаву, том, какие свойства у него без лигатуры и с ней, расскажем в следующей главе. Настало время ознакомиться с физическими и химическими характеристиками материала.
Свойства пермаллоя
С лигатурой пермаллой свойства меняет не только в лучшую, но и худшую сторону. У каждой добавки есть «обратная сторона медали». Так, негатив хрома с молибденом состоит в снижении индукции насыщения. Это прохождение наибольшего магнитного потока через наименьшее сечение материала.
Кроме хрома и молибдена, в пермаллой примешивают медь, кремний, марганец. Два последних элемента нужны для упрощения обработки сплава и увеличения его удельного сопротивления.
Однако, последнее свойство высоко, так же, в низконикелевых пермаллоях. То есть, для некоторых целей добиться желаемого можно поменяв пропорции основных составляющих сплава, не пользуясь лигатурой.
Медь в сплав пермаллой добавляют для термостабильности. Так именуют способность материала не менять свою микроструктуру при скачках температур. Это свойство разнится у всех 18-ти марок сплава.
Самая распространенная из них — пермаллой 79HM. У него наибольшая проницаемость в слабых магнитных полях. Цифра в наименовании марки — процентное содержание никеля. То есть, пермаллой 79HM — высоконикелевый.
Наивысшей проницаемостью в магнитных полях, кроме 79-го пермаллоя обладают, так же, марки 80HXC, 83HФ 81НМА. Сплав 50НХС в слабых магнитных полях имеет не только отличную проницаемость, но и повышенное удельное сопротивление. В марках 45Н и 50Н магнитная проницаемость соединяется с индукцией насыщения.
На «закуску» оставим марки 79НМП, 50НП, 65НП и 34НКМП. Их свойства требуют особой расшифровки. У перечисленных сплавов ярко выражена анизотропия магнитных характеристик.
Это зависимость параметров от направления намагниченности. Важно отношение последнего к структурным осям материала. Свойство связано с релятивистской механикой.
Она изучает взаимоотношения атомов вещества. Важно, чтобы их скорость была близка к скорости света. Так вот в последней подборке сплавов релятивистские связи слабы.
Отметим, что свойства пермаллоя зависят не только от его состава, но и способа обработки. Наиболее востребован закаленный сплав. Для этого делают отжиг пермаллоя. Сначала, его нагревают до 950-ти градусов Цельсия, не остужая в течение часа.
После, жар сбавляют, по 100 градусов в час. Потом, пермаллой ждет повторный нагрев, но уже до 600-от по шкале Цельсия. Есть и повторное охлаждение при комнатной температуре.
Прошедший такую обработку сплав превосходит не закаленный по сопротивлению напряжениям. Обычный пермаллой уступает по магнитной проницаемости в 5 раз при напряжении всего в 5 мега паскалей. Без закалки материал чувствителен к внешним напряжениям.
Производство пермаллоя
Сплав железа с никелем податлив и пластичен. Поэтому, типичная форма материала — лента пермаллоя. Ее толщина — всего 0,003 миллиметра. Бывают образцы в 1/2 сантиметра. Пластичность сплаву придает никель. Именно за счет него возможна тонкая прокатка.
Производители относят пермаллой к прецизионным сплавам. Так именуют материалы с редкими сочетаниями свойств, физико-химическими качествами. Железо и никель — типичные составляющие прецизионных сплавов. Но, они делаются, так же, на основе ниобия, кобальта и меди.
Порошок пермаллой, то есть, исходные материалы для него сплавляют, как правило, в условиях вакуума. Иногда, компоненты соединяют в атмосфере нейтральных газов.
Еще один метод производства пермаллоя — металлокерамический. Он подразумевает использование неметаллических веществ. Однако, в их составе металлы присутствуют. Речь о карбидах и соединениях металлов с углеродом.
Применение пермаллоя
Начнем с того, что применения пермаллоя стараются избегать. Причина — сложность работы со сплавами группы. Речь о зависимости свойств материала от условий температурной обработки.
Сердечники трансформаторов делают из пермаллоя
Указывалось, что итоговые параметры сплава исходят не только от уровня температуры, но и скорости охлаждения, либо нагрева. Поэтому, пермаллой используют лишь там, где хлопоты с ними оправдывают себя.
Как правило, это сердечники из пермаллоя. Это детали катушек, увеличивающая их индуктивность. В физике так именуют способность накапливать энергию в условиях магнитного поля.
На сердечники часто идут кольца пермаллоя. Важна марка сплава. Так, пермаллои с наибольшим удельным сопротивлением нужны в импульсных трансформаторах. Они преобразовывают напряжение, или ток.
Говоря иначе, импульсные трансформаторы соотносят источник импульса с нагрузкой. Узел, так же, способен изменять полярность импульсов, складывать сигналы и поджигать импульсные светильники.
Не обойтись без пермаллоев и в высокочастотной, а так же, звуковой аппаратуре. Имеется в виду техника, работающая без перемагничивания. Это 180-градусное изменение векторов намагниченности.
Звуковые головки из пермаллоя
Как правило, пермаллой нужен в звуковых головках и усилителях. Вывод: — железоникелевый сплав необходим, когда стоит задача получить максимальную магнитную индукцию в отсутствие мощного поля.
Цена пермаллоя
Цена сплава зависит, в основном, от его марки, то есть, состава. Форма выпуска на стоимость влияет незначительно. Кроме тонкой ленты изготавливают листы. Их толщина, как правило, 1 миллиметр.
Ряд производителей предлагает порошок пермаллоя, листы и стальные пруты по 4 сантиметра в диаметре. Реже встречаются круговые формы в диаметре около сантиметра.
Какой бы ни была форма выпуска пермаллоя, ценник устанавливается за кило, или тонну. Так, в ленте 1000 граммов стоит 2 500 — 3 000 рублей. Исключением являются образцы исключительно тонкой прокатки.
За них могут просить 4 000-5 500 рублей. Цена указана, так же, за кило. 1000 граммов сплава в прутах обходится покупателям от 500 — от до 2 500 рублей. Производят как длинные, так и укороченные версии. Последние именуют прутками.
За кило порошка пермаллоя просят от 300-от рублей. Материал годится, к примеру, на покрытия. Одно из них кроме никеля с железом содержит фосфор, разработано на одном из питерских ОАО.
Покрытие равномерно ложится на сложнопрофилируемые детали. В их нутро принято закладывать бюджетные сплавы. У покрытий на основе порошков пермаллоя высокая скорость осаждения. Можно напылять толстый слой. В итоге, деталь работает как цельнопермаллоевая, но стоит дешевле, да и изготавливается проще.
Ценник на листы устанавливается, как правило, в тоннах. За 1 000 кило могут просить, как 40 000, так и 600 000 рублей. Стоимость зависит от толщины, длины ширины листов, а так же, марки сплава.
