| Permalloy | |
|---|---|
| typ slitiny | |
| Přesná měkká magnetická slitina | |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Tvrdost podle Brinella | 10 −1 = 120÷210 MPa [1] |
| Curieův bod | 300÷900K [2] |
| Měrný elektrický odpor | 2⋅10 −5 Ω cm pro slitinu 81H [3] |
| Lineární expanzní koeficient |
(−40÷+15)⋅10 −6 (λ 100 ) (−15÷+30)⋅10 −6 (λ 111 ) [2] |
| Indukce saturace | až 2T |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Permalloy je přesná slitina s měkkými magnetickými vlastnostmi, sestávající ze železa a niklu ( 45-82% Ni) [4] . Může být dodatečně dopován několika dalšími chemickými prvky.
Slitina má vysokou magnetickou permeabilitu (maximální relativní magnetická permeabilita μ ~ 100 000), nízkou koercitivní sílu , téměř nulovou magnetostrikci a významný magnetorezistivní účinek .
Díky nízké magnetostrikci se slitina používá v přesných magneto-mechanických zařízeních a dalších zařízeních, kde je vyžadována rozměrová stabilita v měnícím se magnetickém poli. Elektrický odpor permalloy se obvykle pohybuje do 5 % v závislosti na síle a směru působícího magnetického pole [3] .
Permalloy je mechanicky měkký [5] a korozi odolný materiál [6] .
Pro typický poměr niklu a železa ve slitině 81 % a 19 % má permalloy plošně centrovanou kubickou mřížku (fcc) kubickou magnetickou anizotropii , jejíž koeficienty jsou blízké nule. V tenkých vrstvách anizotropní pole , definované jako pole potřebné k rotaci magnetizace ve směru osy těžkého materiálu, nepřesahuje 10 Oe [7] . V některých případech je jednoosá anizotropie vytvořena legováním permaloy s kobaltem (např. Ni 65 Fe 15 Co 20 ). Jednoosou anizotropii ve filmech lze získat také elektrodepozicí v magnetickém poli 0,5 kOe ( 40 kA/m ) [2] . Oddělené potlačení magnetické anizotropie (ale ne magnetostrikce) je možné u amorfních forem permalloy pomocí boru (například Ni 40 Fe 40 B 20 ) [8] .
Charakteristickým rysem Ni 81 Fe 19 je také magnetostrikční koeficient blízký nule [7] . Saturační magnetizace permalloy je asi 10 4 Gs ( 1 T ) [2] .
Elektrický odpor permalloy je 2⋅10 −5 Ω cm a koeficient magnetorezistence se pohybuje od 2 % do 4 % ( 2 % pro pole řádově 3,75 Oe nebo 300 A/m). Zejména vodivost elektronů s hlavním směrem spinů převyšuje vodivost pro nefundamentální směr o faktor šest [7] [2] .
| 64N (65N) | 81HMA | 68NM, 68NMP |
| 76NHD, 76NHDP | 40 NKM, 40 NKMP | 79 NM, 79 NMP |
| 45N | 79N3M | 47NK |
| 80 NHS | 50N, 50NP | 50 NHS |
Složení přesných měkkých magnetických slitin je určeno GOST 10994-74 „Přesné slitiny. Značky“, specifikace jsou určeny GOST 10160-75 „Přesné magneticky měkké slitiny. Specifikace". Podle GOST 10994-74 „Přesné slitiny. Marks“ značení slitin (kromě termobimetalů) se skládá z dvoumístného čísla udávajícího průměrný hmotnostní zlomek prvku a písmenného označení prvku za číslem. Železo není ve značení slitiny uvedeno.
Druhy některých slitin s vysokou magnetickou permeabilitou a nízkou koercitivní silou ve slabých polích jsou uvedeny v tabulce [9] .
Hlavní slitina ze skupiny permalloy je 79NM [9] :
| Fe | C | Si | Mn | Ni | S | P | Mo | Ti | Al | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 13,73-16,8 | až 0,03 | 0,3-0,5 | 0,6-1,1 | 78,5-80 | až 0,02 | až 0,02 | 3,8-4,1 | až 0,15 | až 0,15 | až 0,2 |
Permalloy se používá pro výrobu desek pro magnetický obvod transformátorů, pro prvky magnetických záznamových hlav. Zpočátku se permalloy používala ke snížení zkreslení signálu v telekomunikačních kabelech jako kompenzátor jejich distribuované kapacity.
Magnetorezistivní vlastnosti permalloy se využívají v senzorech magnetického pole. Například v senzorech vyrobených ve formě mikroobvodů. Příkladem takového mikroobvodu je HMC1002 s dvouosým měřením [10] .
Válcovaná permalloy se používá pro stínění před magnetickým polem - místnosti pro MRI , elektronové mikroskopy a některá další zvláště citlivá zařízení. Permalloy se používá k výrobě ochranných obalů pro mikroobvody a cívky, které jsou obzvláště citlivé na magnetické pole.
Technologickou nevýhodou použití permalloy je změna jejích magnetických charakteristik již po drobných deformacích. Proto je ve všech [11] případech použití permalloy povinné tepelné zpracování (žíhání) dílu po jeho formování [11] .