Магнитно-мягкие сплавы
Магнитно-мягкие прецизионные сплавы — это железоникелевые пермаллои с легированием молибденом или ниобием, у которых основным рабочим параметром является начальная и максимальная магнитная проницаемость. Такие материалы формируют сердечники малогабаритных трансформаторов, дросселей, магнитных усилителей, экранирующих корпусов, магнитных головок и датчиков магнитного поля. Особенность группы — прямая зависимость параметров от режима финального отжига: неправильный отжиг «убивает» магнитную проницаемость даже у безупречного по химии материала.
Ключевая химия
- 79НМ — 79 % Ni, 4 % Mo, остальное — Fe. Классический пермаллой с высокой начальной проницаемостью (μ₀ ≥ 25 000). Работает в слабых полях — трансформаторы связи, магнитные экраны, магнитные усилители.
- 50Н — 50 % Ni, остальное — Fe. Сплав с высокой индукцией насыщения (Bₛ ≈ 1,5 Тл) — сердечники сетевых трансформаторов малой мощности, ленточные магнитопроводы дросселей.
Химия — по ГОСТ 10994-74, лента магнитно-мягкая — по ГОСТ 10160-75.
Свойства и особенности
- Начальная проницаемость μ₀: 79НМ — от 25 000 до 40 000; 50Н — от 3 000 до 5 000.
- Максимальная проницаемость μₘ: 79НМ — до 150 000–250 000; 50Н — 12 000–20 000.
- Индукция насыщения Bₛ: 79НМ — 0,75 Тл; 50Н — 1,50 Тл.
- Коэрцитивная сила Hc: для 79НМ ≤ 1,6 А/м, для 50Н ≤ 12 А/м.
- Удельные потери: у 79НМ на порядок ниже, чем у обычного трансформаторного железа.
- Точка Кюри: 79НМ ~ 460 °C, 50Н ~ 500 °C.
Свойства зависят от толщины ленты. Для трансформаторов высокочастотных диапазонов применяют ленту толщиной 0,05–0,1 мм, для сетевых — 0,15–0,35 мм.
Основные применения
- 79НМ — миниатюрные трансформаторы связи, дроссели сглаживающих фильтров, магнитные усилители, магнитные экраны электронной аппаратуры (в том числе для приборов с высокой чувствительностью — фотоэлектронных умножителей, гейгеровских счётчиков), магнитопроводы датчиков малых токов.
- 50Н — импульсные трансформаторы, сетевые трансформаторы малой мощности, сердечники релейных дросселей, магнитные головки бытовой звукозаписи.
Ключевая технология — отжиг
После холодной прокатки в ленту (толщина от 0,05 мм) сплав имеет плохие магнитные свойства из-за наклёпа. Финальная операция — рекристаллизационно-магнитный отжиг в сухом водороде при 1100–1200 °C с медленным охлаждением до 400 °C и повторным нагревом до магнитного отжига (для 79НМ иногда применяют охлаждение в магнитном поле). Даже кратковременное пребывание ленты в воздухе при высокой температуре или прикосновение стального крючка к раскалённой ленте резко ухудшают проницаемость — образуются механические напряжения и локальные микротрещины, играющие роль стенок для магнитных доменов.
Именно поэтому магнитно-мягкие ленты в сборке аккуратно наматывают на оправку, отжигают целиком в намотанном виде и после отжига не гнут и не режут повторно — иначе весь эффект прецизионной проницаемости теряется.