Пермаллой: магнитная проницаемость, свойства, применение

Производство металла

Нужно начать с того, что пермаллой весьма непрост в изготовлении, стоимость на изделия из этого металла ставится, в основном, за килограмм или тонну. Чем тоньше прокатные листы, и чем очень сложной отделке подвергся металл, тем выше окончательная цена. Ленты из ходовых сплавов 50Н и 79НМ стоят приблизительно 2500–3000 руб. за кг. Кроме этого пермаллой продают в виде прутов, листов и порошка.

Свойства пермаллоя значительно зависят от качества термообработки металла и наличия в составе примесей. Сначала высоконикелевые сплавы получались в 2 этапа. В первую очередь шло нагревание сплава до температуры 900?, дальше он выдерживался в подобном состоянии 1 час, а потом шло постепенное охлаждение на 100? в час. Второй этап процесса производства начинался с повторного нагревания, в этот раз до температуры 600 ?C. После шла воздушная закалка металла на медной плите. Исследования пермаллоя обнаружили наличие зависимости между магнитными качествами и скоростью нагрева и охлаждения сплава. С увеличением темпов остывания металла его характеристики уменьшаются.

После стало известно, что для традиционного пермаллоя с содержанием никеля 79% двойная термообработка вполне может быть заменена одинарной. При подобном методе нагревание происходит в камерах заполненных чистым сухим водородом до температуры 1300° с дальнейшим длительным отпуском до 400-500. Термообработка сплавов с небольшим содержанием никеля легче, по этому они стоят намного дешевле. Необходимо выделить, что без термообработки магнитная проницаемость у пермаллоев хуже, чем у чистого железа.

После проката пластины из металла и ленты подвержены ещё одному этапу обработки – отжигу. Готовый продукт не обязан иметь тёмных пятен, окислов и многоцветных участков. Повреждения механического типа должны отсутствовать.

После отжига пермаллоивые пластины отправляются на магнитные проверки, где их свойства контролируются на соответствие существующим нормам.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Свойства и области применения

Металлоизделия, изготовленные из прецизионных сплавов, используются во всех высокотехнологичных отраслях промышленности, в медицине, при изготовлении бытовой техники, часов, электронагревательных приборов.

Магнитомягкие сплавы

У пермаллоев и пермендюров высокая магнитная проницаемость, даже в слабых магнитных полях, а коэрцитивная сила не превышает 1000-1200 А/м.Для них характерно быстрое намагничивание и такая же незамедлительная потеря свойств при исчезновении магнитного поля. В зависимости от петли гистерезиса, степени магнитно-электрической проницаемости и других свойств их делят на 8 групп.

Применение:

сердечники для всех видов трансформаторов, дросселей, электромагнитов;
детали для магнитных цепей;
магнитные элементы радиотехнических и измерительных приборов;
магнитопроводы систем управления

Из магнитомягких сплавов изготавливаются полуфабрикаты в виде листов, лент и прутков.

Магнитотвердые сплавы

Эти сплавы «работают» в магнитных полях с высокой напряженностью – десятки тысяч А/м. Для них характерна высокая остаточная магнитная индукция, коэрцитивная сила, магнитная энергия при размагничивании.

Области применения:

носители магнитной записи информации;
элементы памяти в электронных приборах;
постоянные магниты;
роторы гистерезисных двигателей различной мощности.

Магнитно-твердые материалы изготавливаются в виде плоского и круглого проката.

Сверхпроводящие сплавы

Из сверхпроводящих сплавов, в зависимости от их свойств, изготавливают:

обмотки генераторов и магнитов большой мощности (например, для поездов на магнитной подушке);
туннельные диоды для электронных устройств;
магнитные насосы;
медицинские томографы;
сердечники соленоидов;
устройства для формирования магнитного поля;
детекторы адронного коллайдера;
детали криогенных конструкций;
тепловые ключи.

Сверхпроводящие прецизионные материалы выпускаются во всех формах, в том числе фасонный прокат.

Термобиметаллы

Это термочувствительные материалы. Пластина единичной толщины изгибается при изменении температуры на 1°К. Материалы используются для изготовления такой продукции:

элементы термометров, терморегуляторов;
защитные автоматы для электросетей;
термоэлементы тепловых и токовых реле;
термокомпенсаторы.

Термобиметаллы выпускаются в виде ленты.

Инварные сплавы

Инвары отличаются тем, что заранее можно рассчитать изменение размеров в запрограммированном диапазоне температур. Для них характерна высокаяпрочность, пластичность, минимальный коэффициент расширения и отсутствие ферромагнетизма.

Области применения:

При значениях ТКЛР близких к нулю: эталоны длины, измерительные инструменты, газовые лазеры, криогенное оборудование, электровакуумные, метрологические и геодезические приборы.
Низкие и средние ТКЛР: детали приемо-усилительных ламп, клистронов, магнетронов, телевизионных трубок, полупроводниковых приборов.

Инварные сплавы выпускаются в виде плоского и круглого проката.

Сплавы с заданными показателями упругости

Такие композиции обладают высоким пределом прочности, устойчивостью к пластической деформации при статических и циклических нагрузках. Исходя из этой способности, материал используется для изготовления пружинных элементов для точных измерительных приборов и мощных пружин для крупной техники. Кроме того, сплавы устойчивы к воздействию физиологических растворов, поэтому широко используются в медицине: кардиостимуляторы, иглы, противотромбозные фильтры, медицинские инструменты.

Применение

Пермаллой является сложным в производстве дорогостоящим металлом. Поэтому его стараются использовать там, где без него нельзя обойтись. Однако не смотря на это, он широко распространен в электротехнике и прочих отраслях промышленности.

Изначально применялся для уменьшения искажений в телекоммуникационных проводах. В настоящее время невозможно себе представить изготовление сердечников трансформаторов и катушек индуктивности без применения пермаллоя. Здесь необходим материал, который способен накапливать энергию в магнитном поле, сложно найти другой металл, который позволит сделать это также эффективно.

Пермаллой способен получать максимальную индукцию даже при слабом магнитном поле. Это позволяет изготавливать из него компоненты датчиков для определения магнитного поля и различных измерительных приборов.

В современных импульсных трансформаторах применяют пермаллой с максимальным удельным сопротивлением. Благодаря этому такие устройства при небольшом размере способны преобразовывать различные характеристики напряжения.

Также пермаллой широко востребован для изготовления звуковой и высокочастотной аппаратуры. В любом усилителе, головках динамиков и звукозаписывающем оборудовании вы найдете данный сплав. Он также является материалом для производства защитных корпусов элементов, чувствительных к магнитному воздействию.

В медицине пермаллой применяют для экранирования комнат для МРТ и прочих магнитных процедур. Также незаменим для мощных электрических микроскопов.

Порошок пермаллоев применяют для покрытия различных поверхностей, чтобы придать им необходимые свойства. Часто его используют для напыления толстого слоя на металлическую основу, что позволяет получить деталь по свойствам схожую с изготовленной из пермаллоев, но стоящую дешевле.

Применение

Схема экранирования кабеля пермаллоем

Пермаллой используется для изготовления пластинок магнитопровода трансформаторов, для элементов магнитных записывающих головок. Первоначально пермаллой использовался для уменьшения искажения сигнала в телекоммуникационных кабелях как компенсатор их распределённой ёмкости.

Магниторезистивные свойства пермаллоя используют в датчиках магнитного поля. Например, в датчиках выполненных в виде микросхем. Примером такой микросхемы является HMC1002 с измерением по двум осям.

Прокат пермаллоя применяется для экранирования от магнитного поля — помещений для МРТ, электронных микроскопов и некоторых других особо чувствительных приборов. Из пермаллоя изготавливают защитные кожухи для микросхем и катушек, особо чувствительных к магнитному полю.

Технологическим недостатком применения пермаллоя является изменение его магнитных характеристик после даже незначительных деформаций. Поэтому во всех случаях применения пермаллоя обязательным является термическая обработка (отжиг) детали после её формования.

О свойствах железа

Чистое железо — серебристо-серого цвета, обладает пластичностью и ковкостью. Самородные слитки, встречающиеся в природе, имеют ярко выраженный металлический блеск и значительную твердость. На высоте и электропроводность материала, он с помощью свободных электронов легко передает ток. Металл обладает средней тугоплавкостью, размягчается при температуре +1539 градусов по Цельсию и теряет ферромагнитные свойства. Это химически активный элемент. При нормальной температуре легко вступает в реакцию, а при нагревании эти свойства усиливаются. На воздухе покрывается пленкой оксида, которая мешает продолжению реакции. При попадании во влажную среду появляется ржавчина, которая уже не препятствует коррозии. Но, несмотря на это, железо и его сплавы находят широкое применение.

Состав – пермаллой

Состав пермаллоев техническими условиями точно не оговаривается, марка указывает лишь примерный состав сплава, но магнитная характеристика должна быть обеспечена.

Влияние химического состава железо-никелевых порошков на электромагнитные свойства.

Состав пермаллоя, широко приме-няемого в качестве низкочастотного магнитомягкого материала, характеризуется различным соотношением металлов. Кроме того, эти порошки, обладая более высокой магнитной проницаемостью по сравнению с первичным карбонильным железом, имеют также и большие потери, что объясняется главным образом неоднородностью и значительными размерами частиц порошка.

При введении в состав пермаллоя меди до 5 % или хрома до 3 % удается значительно повысить его электрическое сопротивление. Пермаллой в слабых полях обладает проницаемостью в 15 – 20 раз выше, чем обычная электротехническая сталь.

Зависимости магнитной индукции.

Для придания сплавам необходимых свойств в состав пермаллоев вводятся добавки.

Зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля для электротехнической стали.

Для придания сплавам необходимых свойств в состав пермаллоев вводятся добавки. Молибден и хром повышают удельное сопротивление и начальную магнитную проницаемость пермаллоев и уменьшают чувствительность к деформациям. К сожалению, одновременно с этим снижается индукция насыщения.

Большое значение для современной электротехники имеет никелевая сталь, называемая пермаллоем, которая при определенном проценте содержания в ней никеля приобретает высокую магнитную проницаемость. В состав пермаллоя входит до 78 5 % никеля. Различные типы пермаллоя могут содержать небольшой процент меди, хрома, молибдена, марганца, и других примесей. Высокую магнитную проницаемость гшрмаллой приобретает после специальной термической обработки в пламени водорода.

Пермаллой содержит до 79 % никеля. Пермаллой в слабых полях обладает проницаемостью в 15 – 20 раз выше, чем сталь. Для увеличения сопротивления в состав пермаллоя вводят хром или медь. У сплавов типа пермаллоя магнитная проницаемость резко уменьшается при возрастании частоты. Удельные потери листового пермаллоя относительно малы и составляют десятые доли вт / кг при частоте 50 гц и амплитуде магнитной индукции 10000 гс.

В реальных пленках наблюдают локальные изменения направления оси Л, вызванные дисперсией анизотропии ба, возникающей вследствие магнитострикционной, кристаллографической анизотропии и анизотропии формы. Для ее компенсации определен состав пермаллоя ( Ni – 81 %, Fe-19 %), характеризующийся нулевой магнитострикцией. Кристаллографическая анизотропия обусловлена стремлением спинов электронов устанавливаться в направлении кристаллографических осей, энергия намагничивания вдоль которых минимальна. При 72 % Ni и 28 % Fe она близка к нулю. На практике с целью минимизации магнитострикциокной и кристаллографической анизотропии применяют сплавы, содержащие 80 % Ni. Анизотропия формы связана с неоднородностью размагничивающего поля, действующего в плоскости пленки и зависящего от геометрических размеров дискретных элементов. Установлено, что ее влияние на положение оси Л будет минимальным, если пленки имеют большие размеры в направлении легкого намагничивания.

При электрохимическом осаждении, изменяя плотность тока, получают размеры зерен золота в пределах от 100 до 800 А. Это позволяет изготовить ЦМП с повышенной анизотропией и создать ЗЭ с неразрушающим считыванием информации. В пределах толщины от 0 до 400 А подслой уменьшает их значения, не влияя на состав пермаллоя. Малая проводимость подслоя уменьшает влияние вихревых токов на характеристики матриц на подложках высокой проводимости.

Электрические и магнитные свойства

Для типичного соотношения никеля и железа в сплаве 81 % и 19 % соответственно, пермаллой обладает гранецентрированной кубической решёткой (ГЦК) кубической магнитной анизотропией, коэффициенты которой близки к нулю. В тонких плёнках поле анизотропии, определяемое как поле, необходимое для поворота намагниченности в направлении тяжелой оси не превышает 10 Э. В некоторых случаях одноосную анизотропию создают легированием пермалоя кобальтом (например, Ni₆₅Fe₁₅Co₂₀). Одноосную анизотропию в плёнках можно также получить электроосаждением в магнитном поле 0,5 кЭ (40 кА/м). Отдельное подавление магнитной анизотропии (но не магнитострикции) возможно в аморфных формах пермаллоев с использованием бора (например, Ni₄₀Fe₄₀B₂₀).

Отличительной особенностью Ni₈₁Fe₁₉ является также близкий к нулю коэффициент магнитострикции. Намагниченность насыщения пермаллоя составляет величину порядка 104 Гс (1 Тл).

Удельное электрическое сопротивление пермаллоя составляет 2⋅10−5 Ом·см, а магнеторезистивный коэффициент лежит в пределах от 2 % до 4 % (2 % для полей порядка 3,75 Э, или 300 А/м). В частности, проводимость электронов с основным направлением спинов превышает проводимость для неосновного направления в шесть раз.

Зависимость точки Кюри и намагниченности насыщения от доли никеля в пермаллое

4.6. Ферриты

Это соединения оксида железа Fe2O3 с оксидами других металлов: ZnO, NiO. Ферриты изготавливают из порошкообразной смеси оксидов этих металлов.

Название ферритов определяется названием одно-, двухвалентного металла, оксид которого входит в состав феррита:

Если ZnO – феррит цинка

NiO – феррит никеля.

Ферриты имеют кубическую кристаллическую решетку, подобную решетке шпинели, встречающейся в природе: MgO·Al2O3. Большинство соединений указанного типа, как и природный магнитный железняк FeO·Fe2O3, обладает магнитными свойствами. Однако феррит цинка и феррит кадмия являются немагнитными. Исследования показали, что наличие или отсутствие магнитных свойств определяется кристаллической структурой этих материалов, и в частности расположением ионов двухвалентных металлов и железа между ионами кислорода. В случае структуры обычной шпинели, когда в центре кислородных тетраэдров расположены ионы Zn++ или Cd++, магнитные свойства отсутствуют. При структуре так называемой обращенной шпинели, когда в центре кислородных тетраэдров расположены ионы Fe+++, материал обладает магнитными свойствами. Ферриты, в состав которых кроме оксида железа входит только один оксид, называется простым. Химическая формула простого феррита:

MeOxFe2O3 или MeFe2O4

Феррит цинка – ZnFe2O4, феррит никеля – NiFe2O4.

Не все простые ферриты обладают магнитными свойствами. Так CdFe2O4 является немагнитным веществом.

Наилучшими магнитными характеристиками обладают сложные или смешанные ферриты, представляющие твердые растворы одного в другом. В этом случае используются и немагнитные ферриты в сочетании с простыми магнитными ферритами. Общая формула широко распространенных никель-цинковых ферритов имеет следующий вид:

mNiO·Fe2O3 + nZnO·Fe2O3 + pFeO·Fe2O3, (4.8)

где коэффициенты m, n и p определяют количественные соотношения между компонентами. Процентный состав компонентов играет существенную роль в получении тех или иных магнитных свойств материала.

Наиболее широко в РЭА применяют смешанные магнитно-мягкие ферриты: никель-цинковые, марганец-цинковые и литий-цинковые.

Достоинства ферритов – стабильность магнитных характеристик в широком диапазоне частот, малые потери на вихревые токи, малый коэффициент затухания магнитной волны, а также простота изготовления ферритовых деталей.

Недостатки всех ферритов – хрупкость и резко выраженная зависимость магнитных свойств от температуры и механических воздействий.

Область применения

Пермаллой применяется при создании сердечников для электромагнитных катушек. Этот элемент электротехнических схем используется в трансформаторах и электроприборах для изменения характеристик электрического тока. В сердечниках из пермаллоя чаще применяются пластины-кольца, изготовленные из этого материала.

Сплав используется в звуковой аппаратуре. Там материал встречается в элементах звукозаписывающих головок. Здесь ключевым эксплуатационным свойством является изменения векторов намагниченности.

Пермаллой находит применение в различных датчиках, к примеру, материал используется в двухосном магнитометре HMC1002.

Механические, электромагнитные свойства

Пермаллой устойчив к коррозии, благодаря наличию в составе никеля, сплав окисляется меньше железа, ведь для прохождения реакции между никелем и кислородом нужна температура от 500 °C. Вдобавок материал обладает неплохой ковкостью, что позволяет изготавливать достаточно тонкие листы из этого металла, он легко поддаётся механической обработке.

Магнитные свойства пермаллоя существенно варьируются, в значительной степени определяясь химическим составом соединения. В этой категории выделяют два основных вида сплавов: низконикелевые и высоконикелевые.

Типичным представителем второй группы будет 79НМ с пропорциональным содержанием никеля 78,5–80%. Для него характерными являются малая коэрцитивная сила, сильный магнитозащитный эффект и практически отсутствующая магнитострикция. 79НМ пермаллой имеет низкую электропроводимость. Дополнительными преимуществами являются мягкость и коррозийная устойчивость. Для повышения характеристик в 79НМ добавляют фосфор, получая сплав 79НМП, отличающийся более низким коэффициентом перемагничивания и повышенной прямоугольностью гистерезисной петли.

Похожий сплав, но с немного большей долей молибдена, 5% вместо 4%, носит название суперпермаллой. При соблюдении технологии изготовления и контроле качества в нём достигается показатели относительной магнитной проницаемости µ начальное равный 100000, и µ максимальное – 1000000.

В низконикелевых пермаллоях содержание этого металла колеблется в пределах 40–50%, типичным представителем является перменорм. Коэффициент относительной магнитной проницаемости перменорма находится в диапазоне 3500–35000. Его можно повысить путём дополнительной температурной обработки и созданием текстуры на поверхности пластин. Низконикелевые пермаллои 45Н и 50Н соединяют высокую магнитную проницаемость и индукцию насыщения. По второму показателю они превосходят высоконикелевые пермаллои примерно в 1,5 раза. Сплавы 45Н и 50Н имеют высокую электропроводность и легко намагничиваются, что находит применение в высокоточных электротехнических устройствах.

Характеристики

Содержание никеля в составе делает его стойким к коррозии и воздействию агрессивных химических веществ. Благодаря этому продукция, изготовленная из железоникелевых сплавов, может применяться в любых условиях.

Кроме того, материал прекрасно поддается обработке всеми известными способами без применения сложного и дорогостоящего оборудования. Простую обработку можно выполнить даже ручным инструментом. Благодаря чему, пермаллой может использоваться в качестве сырья для производства любых деталей.

Сплав обладает высокой прочностью и пластичностью. Однако основными качествами данного металла являются высокие показатели удельного сопротивления и магнитной проницаемости.

Маркируются циферно-буквенным обозначением, где первое число означает процентное содержание никеля, затем идет буква «Н» и обозначения дополнительных компонентов содержащихся в пермаллое. К примеру, обозначение 79HM, расшифровывается как пермаллой с 79 % содержанием никеля, легированный молибденом.

Эксплуатационные характеристики пермаллоя зависят не только от его состава, но и от метода обработки. Чаще всего применяют закаленный состав, превосходящий обычный по магнитной проницаемости и электросопротивлению. Стоит отметить, что свойства зависят также от скорости нагрева и охлаждения во время термообработки.

Сверхпроводящие экраны

Работа сверхпроводящих магнитных экранов основана на эффекте Мейснера. Это явление заключается в том, что тело, находящееся в магнитном поле, переходит в сверхпроводящее состояние. При этом магнитная проницаемость кожуха становится равной нулю, то есть он не пропускает магнитное поле. Оно полностью компенсируется в объеме данного тела.

Достоинством таких элементов является то, что они гораздо эффективнее, защита от внешнего магнитного поля не зависит от частоты, а компенсационный эффект может длиться сколь угодно долго. Однако на практике эффект Мейснера не бывает полным, поскольку в реальных экранах, выполненных из сверхпроводящих материалов, всегда присутствуют структурные неоднородности, которые приводят к захвату магнитного потока. Данный эффект является серьезной проблемой для создания кожухов с целью экранирования магнитного поля. Коэффициент ослабления магнитного поля тем больше, чем выше химическая чистота материала. В экспериментах наилучшие показатели отмечены у свинца.

Другими недостатками сверхпроводниковых материалов для экранирования магнитного поля являются:

высокая стоимость;
присутствие остаточного магнитного поля;
возникновение состояния сверхпроводимости только при низких температурах;
неспособность выполнять свои функции в магнитных полях с высокой напряженностью.

4.5. Металлические магнитно-твердые материалы

По составу, состоянию и способу получения магнитно-твердые материалы подразделяются на:

легированные стали, закаливаемые на мартенсит;
литые магнитно-твердые сплавы;
магниты из порошков;
магнитно-твердые ферриты;
пластически деформируемые сплавы и магнитные ленты.

Характеристиками материалов для постоянных магнитов служат коэрцитивная сила, остаточная индукция и максимальная энергия, отдаваемая магнитом во внешнее пространство. Магнитная проницаемость материалов для постоянных магнитов ниже, чем МММ, причем чем выше коэрцитивная сила, тем меньше магнитная проницаемость.

4.5.1. Легированные стали, закаливаемые на мартенсит

Данные стали являются наиболее простым и доступным материалом для постоянных магнитов. Они легируются вольфрамом, хромом, молибденом и кобальтом. Величина Wм для мартенситных сталей составляет 1–4 кДж/м3. В настоящее время мартенситные стали имеют ограниченное применение из-за невысоких магнитных свойств, но полностью от них не отказываются, т.к. они дешевы и допускают механическую обработку на металлорежущих станках.

4.5.2. Литые магнитно-твердые сплавы

Большую магнитную энергию имеют тройные сплавы Al-Ni-Fe, которые раньше называли сплавами альни. При добавлении кобальта или кремния в эти сплавы их магнитные свойства повышаются. Недостатком этих сплавов является трудность изготовления из них изделий точных размеров вследствие хрупкости и твердости их, допускающих обработку только путем шлифовки.

4.5.3. Магниты из порошков

Необходимость получения особенно мелких изделий со строго выдержанными размерами обусловила привлечение методов порошковой металлургии для получения постоянных магнитов. При этом различают металлокерамические магниты и магниты из зерен порошка, скрепленных тем или иным связующим (металлопластические магниты).

4.5.4. Пластически деформируемые сплавы и магнитные ленты

К таким сплавам относятся викаллой, кунифе, кунико и некоторые другие. Основные представления об этих сплавах приведены в табл.4.2.

Таблица 4.2.

Марка сплава	Хим. Состав %, ост. Fe	Вr, Тл	Нс, кА/м	Wм, КДж/м3
Викаллой I	51-54 Со 10-11.5 V	0.9	24	4
Викаллой II	51-54 Со 11.5-13 V	0.9-0.95	30-28	8-14
Кунифе I	60Cu,20Ni	0.54-0.6	27-28	4-7.4
Кунифе II	50Cu,20Ni 2.5Co	0.73	21	2.8-3.2
Кунико I	50Cu,21Ni, 29Co	0.34	53-57	3.2-4
Кунико II	35Cu,41Co	0.53	36	4

Характеристики

Разработка

Кабель подводного телеграфа обмотан пермаллойной лентой.

Первоначально пермаллой был разработан в начале 20 века для индуктивный компенсация телеграф кабели. Когда первый трансатлантический подводные телеграфные кабели были проложены в 1860-х годах, было обнаружено, что длинные проводники вызывают искажения, которые снижают максимальную скорость передачи сигналов до 10–12 слов в минуту. Правильные условия для передачи сигналов по кабелям без искажений были впервые математически определены в 1885 г. Оливер Хевисайд. Это было предложено Карл Эмиль Краруп в 1902 году в Дании, что кабель можно было компенсировать, обернув его железной проволокой, что увеличило индуктивность и сделав это загруженная линия для уменьшения искажений. Однако у железа не было достаточно высокой проницаемости, чтобы компенсировать кабель трансатлантической длины. После продолжительных поисков пермаллой был открыт в 1914 г. Густав Эльмен из Bell Laboratories, которые обнаружили, что проницаемость у него выше, чем у кремнистая сталь. Позже, в 1923 году, он обнаружил, что его проницаемость может быть значительно увеличена за счет термическая обработка. Обмотка пермаллойной лентой может увеличить скорость передачи сигналов телеграфного кабеля в четыре раза.

Этот метод компенсации кабеля пришел в упадок в 1930-х годах, но во время Второй мировой войны пермаллой нашел много других применений в электронной промышленности.

Экранирование кабелей

Защита от магнитного поля необходима при прокладке кабелей. Электрические токи, наводящиеся в них, могут быть вызваны включением бытовой техники в помещении (кондиционеры, люминесцентные светильники, телефоны), а также лифтов в шахтах. Особенно большое влияние эти факторы оказывают на цифровые системы связи, работающие по протоколам с широкой полосой частот. Это связано с малой разницей между мощностью полезного сигнала и помехами в верхней зоне спектра. Кроме этого, электромагнитная энергия, которую излучают кабельные системы, неблагоприятно воздействует на здоровье персонала, работающего в помещении.

Между парами проводов возникают перекрестные наводки, обусловленные присутствием емкостной и индуктивной связи между ними. Электромагнитная энергия кабелей также отражается из-за неоднородностей их волнового сопротивления и ослабляется в виде тепловых потерь. В результате затухания мощность сигнала в конце протяженных линий падает в сотни раз.

В настоящее время в электротехнической промышленности практикуется 3 метода экранирования кабельных трасс:

Применение цельнометаллических коробов (из стали или алюминия) или установка металлических вставок в пластиковые. При росте частоты поля экранирующая способность алюминия снижается. Недостатком также является дороговизна коробов. Для длинных кабельных трасс существует проблема обеспечения электрического контакта отдельных элементов и их заземления для обеспечения нулевого потенциала короба.
Использование экранированных кабелей. Этот метод обеспечивает максимальную защиту, так как оболочка окружает непосредственно сам кабель.
Вакуумное напыление металла на ПВХ-канал. Такой способ малоэффективен на частотах до 200 МГц. «Гашение» магнитного поля меньше в десятки раз по сравнению с укладкой кабеля в металлические короба из-за высокого удельного сопротивления.

Область использования

Пермаллой применяется при разработке сердечников для электро-магнитных катушек. Такой элемент электротехнических схем используется в преобразователях электрической энергии и электрических приборах для изменения параметров электротока. В сердечниках из пермаллоя чаще используются пластины-кольца, изготовленные из данного материала.

Сплав применяется в звуковой аппаратуре. Там материал встречается в элементах звукозаписывающих головок. Тут основным рабочим свойством считается изменения векторов намагниченности.

Пермаллой находит использование в различных датчиках, например, материал применяется в двухосном магнитометре HMC1002.

Свойства и характеристики сплавов пермаллоя

Производство металла