高磁导率合金

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high permeability alloy

简介

在弱磁场中具有很高起始磁导率(μ_i≈(20～100)10³H/m)和最大磁导率(μ_m≈(100～1000)10³H/m)的软磁合金。它们具有较低的矫顽力、较低的磁晶各向异性和磁致伸缩系数，较好的电阻系数和良好的加工性能，是软磁合金中应用范围最广的合金。

磁导率计算 软磁合金在弱磁场中磁化时，磁化状态开始处于起始可逆阶段，磁化过程主要由畴壁的可逆位移和磁畴的可逆转动组成。根据技术磁化理论，可以求出在不同条件下的磁导率公式。例如在可逆磁畴转动磁化时

在掺杂物(或空隙)作用下的可逆壁移磁化时

上两式中，M_s为合金的饱和磁化强度;K₁为磁晶各向异性常数;λ_s为磁致伸缩系数;σ为应力;A₁是交换常数;r是掺杂物的半径;Z是掺杂物的重量百分比;ρ₁为掺杂物的密度;ρ为合金的平均密度;μ₀为磁性常数。

从上面公式可以看出，起始磁化率μ_i与下述因素有关：(1)材料的磁晶各向异性常数K₁、磁致伸缩系数

图1 镍铁合金的Bs，K₁，T^c和λ_s值随镍含量的变化

图2 镍铁合金的μ_i随镍成分的变化

λ_s和应力σ愈小，则_μi愈高。(2)材料的饱和磁化强度M_s愈大，μ_i愈高。(3)杂质愈少或杂质聚集成团也使μ_i提高。所有这些因素都与选择合适的合金成分(包括加入适量合金化元素)和运用正确的热处理工艺有关。以铁镍系合金为例，铁的K₁和λ_s值在室温下是正值，而镍的K₁和λ_s值在室温是负值。所以，在适当成分比例的铁镍合金中，这两个常数K₁和λ_s都可以具有很低的数值。图1示出镍铁合金的λ_s、B_s、T_c 和K₁值随镍成分的变化。经过淬火(快冷)的合金，在75%Ni时，K₁等于零。λ_s在82%Ni时等于零，B_s在46%Ni时最大。从图中也看出热处理对K₁值有很大影响，K₁零值落在多大的镍成分上同热处理有关。原因是在此成分上发生有序-无序相变。K₁随退火温度的变化与有序度随退火温度的变化相似。图2示出镍铁合金的μ_i值受热处理的影响，得出78.5%Ni-Fe合金经双重热处理后，μ_i高达10000。

不可逆壁移和不可逆畴转磁化条件下的磁导率公式基本上与可逆壁移和可逆畴转相似 ，但磁导率比起始磁导率大得多。所以影响因素是相同的。

分类 高磁导率合金主要包括镍含量较高的坡莫合金和铁硅铝合金(又称森达斯特合金)。此外，铁基非晶态磁性合金(见非晶态磁性合金)和铁基超微晶合金也有很高的磁导率。表中列出几种高磁导率合金的典型性能。

几种高起始磁导率合金的典型性能