1J75镍铁合金

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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Zui大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。

坡莫合金按成分可分为35%~40%Ni-Fe合金、45%~50%Ni-Fe合金、50%~65%Ni-Fe合金和70%~81%Ni-Fe合金4大类。每一类都可做成具有圆形磁滞回线、矩形磁滞回线或扁平磁滞回线材料。

坡莫合金基本特点:在弱磁场下具有极高磁导率的铁镍系软磁合金。

  为提高电阻率、改善工艺性能,在Fe-Ni二元合金中常加入Mo、Cr、Cu等元素。  坡莫合金

除Fe-Ni系合金外,属于坡莫合金的还有铁硅铝合金和非晶态钴基合金。

  坡莫合金的软磁性能优异,起始磁导率μi为37.5~125mH/m,Zui大磁导率μm可达125~375mH/m,矫顽力Hc为0.8A/m,电阻率ρ为60~85μΩ·cm。

  合金采用真空感应炉熔炼,经热冷塑性变形制成冷轧带材、冷拉线材或热轧(锻)板材和棒材。

  用于制作音频变压器、互感器、磁放大器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。

   坡莫合金简介:Zui简单的坡莫合金是铁镍两种元素组成的合金,通过适当的轧制和热处理,坡莫合金它们能够具备高导磁率,同时也可以合理搭配铁和镍的含量,获得比较高的  坡莫合金饱和磁感应强度。但是,这种坡莫合金的电阻率低,力学性能不好,所以实际应用并不很多。

  目前大量应用的坡莫合金是在铁镍的基础上添加一些其它元素,例如钼、铜等。添加这些元素的目的是增加材料的电阻率,以减小做成铁芯后的涡流损失。同时,添加元素也可以提高材料的硬度,这尤其有利于作为磁头等有磨损的应用。

(1)35%~40%Ni-Fe合金。

在含镍35%~40%范围内,磁晶各向异性K1随镍含量增加而减小,并且方形比Br/Bs也变小,显示出圆形磁滞回线。这种圆形回线与高阻率(镍含量为 40%时,ρ=60μΩ.cm;而在48%时,ρ=45μΩ.cm)和细晶粒各向同性微结构相结合,导致较低的铁心损耗。例如厚度0.05mm的 40%Ni-Fe合金带,在0.1T和20kHz下的损耗为9瓦.千克-1;而48%Ni-Fe合金带的相应损耗为14瓦.千克-1.该类合金适用于方波变压器、直流变换器等。

(2)45%~50%Ni-Fe合金。

该成分范围内的合金具有坡莫合金中Zui高的饱和磁化强度,且K1>O,易磁化方向为。通过形成立方织构可得到矩形磁滞回线,用于磁放大器、扼流圈和变压器。也可通过形成二次再结晶的{210}织构,或借助初次再结晶形成细晶粒各向同性显微组织,得到圆形磁滞回线。这种合金具有高磁导率和低矫顽力,可用于电流变压器、接地故障断路器、微电机和继电器等。

(3)50%~65%Ni-Fe合金。

该成分范围内合金有Zui高的居里温度,饱和磁化强度也较高,且在有序状态K1≈O,因此磁场热处理效应特别明显,能产生很强的感生磁各向异性。低温(居里点以下约130℃)磁场热处理时,磁滞回线呈矩形,直流Zui大磁导率高,但动态特性较差;高温(居里点以下约60℃)磁场热处理时,回线的方形比有所下降,直流Zui大磁导率不高,但动态特性好。含镍约55%的镍铁合金(加2%钼)经高温退火,形成{210}织构或细晶粒二次再结晶组织,然后进行高温纵向磁场热处理,可显著提高μi和μm。具有细晶各向同性微结构的含镍65%的镍铁合金经纵向磁场热处理,可获得良好动态特性的矩形磁滞回线材料,适用于磁放大器。这种合金经横向磁场热处理,可得低Br扁平状回线,磁导率在一定的磁场强度范围内变化很小,被称为恒磁导率合金,适于做电感元件。

(4)70%~81%Ni-Fe合金。

该成分范围的坡莫合金具有Zui高的磁导率。虽然二元的镍铁合金中K1和不可λ能同时降为零,但在此成分范围内加入适量的合金化元素如钼、铬、铜等,再通过控制热处理的冷却速度,便可以使K1和λ同时趋近于零,从而获得很高的磁导率和很低的矫顽力。一般这种合金的μi可达40~60mH/m。1947年美国波佐思(R.M.Bozorth)等人用较纯的原材料,经真空熔炼并Zui终在纯净的氢气中于1200~1300℃高温退火,获得了μi和μm极高的 Ni79Mo5合金,称超坡莫合金。其μi可达150mH/m以上,μm可达1130mH/m。20世纪60年代末,日本的增本量等在78%Ni-Fe合金中加入铌、钽,以后又加入第四和第五种元素如钼、铬、钛、铝、锰等,获得了高硬度高磁导率的坡莫合金,其硬度Hv>200,称为硬坡莫合金。这类合金适用于做变压器、扼流圈、磁头、磁屏蔽等。此外,该类合金通过形成立方织构,其回线还可呈矩形;同时控制该合金的有序度,使K1≥O,则显示出良好的动态特性,它很适合于做磁调制器等。添加2%的80%~82%Ni-Fe合金粉末制作的压粉铁心,具有高的电阻和良好的稳定性,可在300Hz的频率下使用。

软磁合金的主要磁特性是:①矫顽力(Hc)和磁滞损耗(Wh)低;②电阻率(ρ)较高,涡流损耗(We)低;③起始磁导率(μ0)和Zui大磁导率(μm)高;某些合金在低磁场范围内磁导率(B/H)保持恒定;④饱和磁感(Bs)高;⑤某些合金磁滞回线呈矩形,矩形比即剩磁/Zui大磁感(Br/Bm)高。这些磁性能同合金的结构状态和成分密切相关。合金中的碳、硫、氮和氧等杂质对磁性特别有害,因为它们使晶格畸变,难以磁化,碳和氮还会引起磁时效现象。软磁合金一般要求成品晶粒尺寸大,以便降低Hc和Wh值。一般铁磁性金属的磁性随晶轴方向不同而异,如铁的方向易于磁化,方向难于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向获得更好的磁性能。铁的电阻率(ρ)低,添加某些合金元素可以提高ρ值,加硅和铝的效果Zui为明显。在铁中加入任何合金元素(除钴外),都会使它的饱和磁感Bs降低。

铁镍合金一种在弱磁场中具有高磁导率和低矫顽力的低频软磁材料。早期铁镍合金用于电话通信,其后采用一种热处理工艺和真空冶炼的方法使合金特性得到较大的提高。含Ni78%的铁镍合金在弱磁场中的磁导率比硅钢高约10~20倍,普遍用于灵敏继电器、磁屏蔽、电话和无线电变压器、精密的交流和直流仪表、电流互感器(见互感器)中。在铁镍合金中加入钼、锰、钴、铜、铬等元素,可得具有更大初始磁导率μi和Zui大磁导率μm的三元、四元铁镍合金。 铁镍合金具有窄而陡的磁滞回线,在弱磁场中具有很大磁导率和很小的矫顽力,但它的电阻率不大,只适合在1 兆赫以下的频率范围工作,否则涡流损耗太大。铁镍合金的加工性能好,可制成各种形状复杂、尺寸要求的元件。但它的磁性能对机械应力比较敏感,工艺因素对磁性能的影响较大,如冲压会使μb下降,因而产品性能一致性不易满足。铁镍合金的成本高。常用的铁镍合金的特性和用途

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