鎳鐵軟磁合金-發(fā)展歷程 

 　　在低磁場下磁導(dǎo)率(μ)很高和矯頑力(Hc)很低的軟磁合金,含鎳30～90％或含有少量其他元素。1917年埃爾門(G.W.Elmen)發(fā)現(xiàn)(30～90)Ni-Fe合金在低、中磁場下具有較好的軟磁性能,其中78Ni-Fe的起始磁導(dǎo)率(μ0)*高,稱為坡莫合金(Permalloy)。1921年他又發(fā)現(xiàn)了含一定量鈷的Ni-Fe合金波尼瓦（Perminvar）恒磁導(dǎo)率合金，其剩磁(Br)和矯頑力低，在低磁場下磁導(dǎo)率幾乎不變,磁滯回線為蜂腰狀。1924年***(W.S.Smith)制成了含銅的高Ni-Fe合 金（錳游合金）Mumetal。1931年埃爾門又在78Ni-Fe合金中加入4%Mo以提高電阻率(ρ)，并改進(jìn)了磁性能,簡化了熱處理操作，制成4-79鉬坡莫合金。1933年德國達(dá)爾 (O.Dahl)等制成Isoperm（50Ni-Fe）恒導(dǎo)磁合金。1934年埃利斯(W.G.Ellis)等制成 81 Ni-2 Mo-Fe 壓粉磁芯。**次世界大戰(zhàn)初期德國制成具有矩形回線的晶粒取向50 Ni-Fe合金，稱為Permenorm 5000 Z(美國稱為Deltamax)。1947年布斯利(O.L.Boothly)等制成起始磁導(dǎo)率和*大磁導(dǎo)率 (μm)*高的5-79鉬坡莫合金，稱為超坡莫合金(Super-malloy)。1956年美國豪 (G.H.Howe)制成矩形回線的65Ni-2 Mo-Fe合金，磁導(dǎo)率很高,矯頑力很低,稱為Dynamax。Ni-Fe系合金因鎳含量不同而具有不同的磁性。圖1和圖2表示鎳含量對 Ni-Fe合金的飽和磁感(Bs)、居里溫度 (Tc)和起始磁導(dǎo)率的影響。Ni-Fe系軟磁合金品種多、用途廣；各國和各生產(chǎn)廠家都有自己的牌號。從1961年起,中國-上海朝展金屬材料公司開始陸續(xù)生產(chǎn)具有各種性能的Ni-Fe軟磁合金。 

高電阻率36Ni-Fe合金  電阻率約達(dá)75μΩ·cm，渦流損耗低、起始磁導(dǎo)率較低(2000～3000)且在低磁場下幾乎不變。34.5 Ni-Fe合金加入2％Mo，經(jīng)壓下率90％以上的冷軋和退火，獲得二次再結(jié)晶織構(gòu)，可使飽和磁致伸縮降低，起始磁導(dǎo)率明顯提高 (55000)，電阻率也提高到90μΩ·cm，適于在中頻下應(yīng)用。
　　高飽和磁感(45～60)Ni-Fe合金  飽和磁感約1.6T，起始磁導(dǎo)率較高(3000～6000)。通過約95％壓下率的冷軋和退火,得到二次再結(jié)晶織構(gòu)，μ0可提高到10000。*常用的(47～50)Ni-Fe合金,磁場熱處理可使μ0和μm值進(jìn)一步提高3～4倍。　　

高導(dǎo)磁(74～82)Ni－Fe合金  起始磁導(dǎo)率為30000～100000，*大磁導(dǎo)率可達(dá)100000～300000以上，矯頑力很低。退火后的冷卻速度對磁晶各向異性和磁導(dǎo)率有很大影響,這和有序轉(zhuǎn)變形成FeNi3有序結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了降低有序轉(zhuǎn)變速度和提高電阻率，常加入少量鉬、鉻和銅。鉬和鉻原子代替部分鐵原子,銅原子代替部分鎳原子,這些都可阻止FeNi3的形成，從而使熱處理操作簡化,以便增高磁導(dǎo)率。*常用的高導(dǎo)磁 Ni-Fe合金是4-79鉬坡莫合金，Mumetal(5％Cu,2.75％Cr和77％Ni或4％Mo,5％Cu和77％Ni)和含5％Mo的超坡莫合金。在高導(dǎo)磁Ni-Fe合金中加入2～3％Ti或3～7％Nb,形成極細(xì)的析出物,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),可提高硬度和耐磨性,并保持高磁導(dǎo)率，稱為硬坡莫合金，常用作磁頭材料。
　　高矩形比Ni－Fe合金  晶粒取向（增強(qiáng)磁晶各向異性）、磁場熱處理（感生單軸各向異）和大形變量冷加工(滑移感生各向異性 )都可使磁滯回線形狀改變，影響磁性。晶粒取向 50 Ni-Fe合金 (Deltamax和 Per-menorm 5000Z)是*重要的矩形回線材料。經(jīng)95％壓下率的冷軋和1000～1200℃初次再結(jié)晶退火得{100}<001>立方織構(gòu)，其矩形比(Br/Bm)值很高。65Ni-Fe和65Ni-2.5Mo-Fe（Dynamax）合金經(jīng)冷軋和退火后，再經(jīng)磁場熱處理，其回線呈矩形，Br/Bm和μ 值很高，Hc值很低。合金中存在微量氧對磁場處理感生各向異性的形成有很大影響。因?yàn)檠蹩梢宰柚?font face="瀹嬩綋">FeNi3長程有序結(jié)構(gòu)的形成，有利于FeNi3原子對擇優(yōu)地按某一方向排列。4-79鉬坡莫合金或Mumetal合金經(jīng)磁場熱處理后也可以具有矩形回線。4-79鉬坡莫合金經(jīng)大于93％的壓下率冷軋成薄帶或99％的壓縮比冷拉成細(xì)絲，所形成的滑移感生各向異性也可使磁滯回線變成矩形。
　　恒導(dǎo)磁Ni－Fe合金  特點(diǎn)是低磁場下的磁導(dǎo)率不隨磁場強(qiáng)度變化，磁滯回線呈斜形,剩磁很低。50Ni-Fe的Isoperm合金（有時(shí)加入少量銅或鋁）經(jīng)90%以上的壓下率冷軋和1000℃退火，再經(jīng)50％壓下率的冷軋，沿軋向磁化，回線為斜形，Br值很低，磁導(dǎo)率幾乎不隨磁場大小而變,即具有恒導(dǎo)磁性。65Ni-Fe合金(或加入1％Mn)、Perminvar型合金【(34～45)Ni-(25～29)Co－Fe或加入2～3％Mo和Nb】和79Ni-4Mo-Fe合金經(jīng)橫向磁場熱處理后回線也呈斜形,磁導(dǎo)率更高而且恒定。含1％Mn的65Ni-Fe合金（中國牌號1J66）的磁導(dǎo)率穩(wěn)恒性、溫度穩(wěn)定性和有效磁導(dǎo)率等綜合性能*佳。
　　81Ni－2Mo－Fe合金壓粉磁芯  電阻率較高，可在300kHz頻率下使用，溫度穩(wěn)定性好，但磁導(dǎo)率較低。
　　Ni-Fe軟磁合金通常以帶材形式使用。0.15～0.35mm厚的帶材主要用來制作使用頻率為 50～400Hz的疊片鐵芯；0.10～0.25mm厚的,主要制作使用頻率低于25kHz的卷繞切割鐵芯和卷繞鐵芯；0.003～0.025mm的極薄帶則可用于制造使用頻率高達(dá)500kHz的軸繞鐵芯 。 

鎳鐵軟磁合金-介紹

 在外磁場作用下容易磁化、去除外磁場后磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁感）又基本消失的磁性合金。磁滯回線面積小且窄,矯頑力（Hc）一般低于10 Oe。19世紀(jì)末用低碳鋼板制造電機(jī)和變壓器鐵芯。1900年磁性更高的硅鋼片很快取代了低碳鋼，用來制造電力工業(yè)的產(chǎn)品。1917年出現(xiàn)了Ni－Fe合金以適應(yīng)當(dāng)時(shí)電話系統(tǒng)的需要。后來又出現(xiàn)了具有不同磁特性的Fe－Co合金(1929)、Fe-Si-Al合金(1936)和Fe－Al合金(1950)以滿足特殊用途。中國于1953年開始生產(chǎn)熱軋硅鋼片。50年代末開始研究Ni-Fe和Fe-Co等軟磁合金，60年代陸續(xù)開始生產(chǎn)一些主要的軟磁合金。70年代開始生產(chǎn)冷軋硅鋼帶。
　　鎳鐵軟磁合金的主要磁特性  是：①矯頑力(Hc)和磁滯損耗(Wh)低；②電阻率(ρ)較高,渦流損耗(We)低;③起始磁導(dǎo)率(μ0)和*大磁導(dǎo)率(μm)高;某些合金在低磁場范圍內(nèi)磁導(dǎo)率(B/H)保持恒定；④飽和磁感(Bs)高；⑤某些合金磁滯回線呈矩形,矩形比即剩磁/*大磁感(Br/Bm)高。這些磁性能同合金的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和成分密切相關(guān)。合金中的碳、硫、氮和氧等雜質(zhì)對磁性特別有害，因?yàn)樗鼈兪咕Ц窕?，難以磁化，碳和氮還會(huì)引起磁時(shí)效 現(xiàn)象。軟磁合金一般要求成品晶粒尺寸大，以便降低Hc和Wh值 ，一般鐵磁性金屬的磁性隨晶軸方向不同而異，如鐵的<100>方向易于磁化,<111>方向難于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向獲得更好的磁性能。鐵的電阻率(ρ)低,添加某些合金元素可以提高ρ 值,加硅和鋁的效果*為明顯。在鐵中加入任何合金元素（除鈷外）,都會(huì)使它的飽和磁感Bs降低。
鎳鐵軟磁合金主要種類  可分為低碳電工鋼和阿姆科鐵，硅鋼片，鎳鐵軟磁合金，鐵鈷軟磁合金，鐵硅鋁軟磁合金 等，在電力工業(yè)方面，主要采用在較高磁場下具有高磁感和低鐵芯損耗的合金。在電子工業(yè)方面，主要采用在低或中等磁場下具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力的合金。在高頻下則須采用薄的帶材或更高電阻率的合金。一般都用板材或帶材。