4.2.2. Магнитомягкие материалы для работы в слабых полях

Для материалов, работающих в слабых полях, важнейшим свойством является высокое значение начальной магнитной проницаемости. Иначе говоря, для таких материалов важна большая подвижность границ доменов в условиях малой напряженности внешнего магнитного поля. Следовательно, такие материалы должны быть однофазными и иметь малую магнитную анизотропию и магнитострикцию.

Увеличение межатомных расстояний между атомами переходных металлов из-за легирования приводит к снижению магнитной анизотропии. Поэтому для достижения максимальной магнитной проницаемости используют сильно легированные сплавы. Примером могут служить пермаллои и альсифер.

Пермаллои

Пермаллоями называют сплав железа и никеля. Константы анизотропии в этих металлах имеют разный знак, поэтому при сплавлении они взаимно компенсируются. В результате этого смещение доменных стенок сильно облегчается, что приводит к значительному увеличению магнитной проницаемости. Наиболее высокими значениями обладает сплав, содержащий 79 % никеля (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Материал	% примесей	нач	max	Нс, А/м	Вs, Тл
Пермаллой 45Н горячекатан.	45% Ni	2000	18000	24	1,5
холоднокат.		2800	25000	16	1,5
Пермаллой 79НМ холоднокатаный	79% Ni	22000	130000	1,6	0,75
Альсифер (Al-5.5%,Si-9.5%,Fe- остальное)		35000	117000	1,8	1,1

Рис. 4.6. Влияние состава на магнитную проницаемость альсифера

Различают низконикелевые пермаллои и высоконикелевые пермаллои. Низконикелевые пермаллои содержат 45-65% Ni, высоконикелевые пермаллои - 76-80% Ni. Для низконикелевых пермаллоев характерно более высокое удельное электросо-противление и повышенная индукция насыщения, однако магнитная проницаемость низконикелевых пермаллоев ниже магнитной прони-цаемости высоконикелевых пермаллоев. Важно отметить, что индукция насыщения высоконикелевых пермаллоев ниже индукции насыщения низконикелевых пермаллоев. Это обстоятельство связано с тем, что магнитный момент иона никеля ниже магнитного момента иона железа.

Альсифер

Альсифер – сплав системы Fe-Si-Al, содержащий около 9,5% кремния и 5,5% алюминия. При этом составе магнитная анизотропия минимальна и сплав имеет очень высокую магнитную проницаемость. Однако даже небольшое отклонение от оптимального состава приводит к сильному снижению магнитной проницаемости (рис.4.6).

Сплав отличается высоким удельный электрическим сопротивлением (r=0,81 мкОм´м), что снижает потери на вихревые токи. Вместе с тем сплав непластичен и тверд. Детали из него изготавливают методом порошковой металлургии, а окончательная обработка деталей возможна только анодно-механическим и электроискровым способами, а также шлифовкой. Трудность обработки повышает стоимость изделий. Но поскольку сплав не содержит дорогостоящих компонентов, его широко применяют для изготовления магнитных экранов и магнитопроводов.