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- 坡莫合金指铁镍合金,其含镍量的范围很广,在35%-90%之间。
坡莫合金的*特点是具有很高的弱磁场导磁率。
它们的饱和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
简史编辑 1913年美国人埃尔门(G.W.Elmen)发现,含镍量为30%~90%的Ni-Fe合金在弱、中磁场下具有良好的软磁特性,其中含镍78%的镍铁合金的起始磁导率μi*,遂命名为坡莫合金(permalloy),意即导磁合金。
他还发现了进一步提高 50%~90%Ni-Fe合金起始磁导率的特殊热处理工艺,称为“坡莫合金热处理”。
1921年78%Ni-Fe合金被用于电话继电器。
1924年英国人史密斯(Smith)等发明了添加铜、铬的76%Ni-Fe合金,称为 “Mumetal”(英国Telcon公司生产)。
1931年美国人延森(T.D.Yensen)发明了用真空熔炼和氢气高温退火的工艺,以净化合金,并发展了商品牌号为Hipernik的超级镍铁合金。
1934年美国人凯萨尔(G.A.Kelsall)发现磁场热处理可明显提高铁镍合金的*磁导率,65%Ni-Fe(65坡莫合金)经磁场热处理后,μmax提高约10倍。
1947年美国人波佐思(R.M.Bozorth)等发明了μi和μm*的合金,称超坡莫合金。
60年代初,中国钢铁研究总院发明了用横向磁场处理和加适量氧气的方法,制得了Br和Hc接近于零,磁导率非常恒定的65%Ni- Fe合金(中国牌号1J66)。
70年代以后,为适应高频开关电源和磁记录技术发展的需要,在含高镍的镍铁合金中加入铌、钽、钒、钨、钛、硅和铝等各种元素制得了高硬度、高电阻率、低损耗的高磁导率合金,成为软磁合金中性能类型**多,品种和用途**广,*代表性的合金。
2结构磁性 坡莫合金是一种在较弱磁场下有较高的磁导率的铁镍合金,镍含量在30%以上的镍铁合金,在室温时都为单相的面心立方(γ)结构,但在30%Ni附近的单相结构很不稳定,因此实用的铁镍软磁合金,含镍量都在 36%以上。
铁镍合金在含镍75%(原子分数)附近,在此单相合金中会发生Ni3Fe长程有序转变,这时合金的点阵常数和物理性质,如电阻率和磁性等都会发生变化。
因此,要考虑有序转变对性能的影响。
通常在Ni3Fe合金中加入少量Mo或Cu等附加元素,以抑制长程有序的生成。
3相互关系 图1示出二元镍铁合金的饱和磁化强度Js、居里温度Tc、磁晶各向异性K1及磁致伸缩常数λ与镍含量的关系。
图2示出Ni-(Fe+Cu)-Mo合金的 K1和λ与成分和热处理冷却速度的关系。
图3示出由轧制和磁退火工艺得到的单轴各向异性常数Ku1、Ku2随镍含量的变化。
由图可知,K1不仅依赖于成分,且与Ni3Fe的短程有序(为热处理冷却速度所控制)有关。
λ基本上由成分决定,仅在Ni3Fe的成分处,冷却速度才对λ111和λ100有少许影响。
低于Tc以下温度磁场热处理时产生的Ku2要比滑移形变(冷轧时)产生的Ku1小一个数量级。
Ku1和Ku2都是单轴各向异性,所以当沿其择优方向磁化时可得到矩形磁滞回线,而沿垂直方向磁化可得到低Br的扁平回线。
对镍含量为70%~80%的合金,其Kl≤0,易磁化方向为,需避免{100}立方织构、混乱取向的随机织构。
而镍为45%~68%的合金K1>0、易磁化方向为,故为获得高磁性,应尽量获得立方织构。
具体可采用大压下量冷轧和较低温度(900~1050℃)退火。
坡莫合金的**终退火应在不含氧,露点在一40℃以下的纯氢气氛中或在真空度达10-2~10-3Pa的气氛中进行。
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