镍铁软磁合金-发展历程
在低磁场下磁导率(μ)很高和矫顽力(Hc)很低的软磁合金,含镍30～90％或含有少量其他元素。1917年埃尔门(G.W.Elmen)发现(30～90)Ni-Fe合金在低、中磁场下具有较好的软磁性能,其中78Ni-Fe的起始磁导率(μ0)*高,称为坡莫合金(Permalloy)。1921年他又发现了含一定量钴的Ni-Fe合金波尼瓦（Perminvar）恒磁导率合金，其剩磁(Br)和矫顽力低，在低磁场下磁导率几乎不变,磁滞回线为蜂腰状。1924年***(W.S.Smith)制成了含铜的高Ni-Fe合 金（锰游合金）Mumetal。1931年埃尔门又在78Ni-Fe合金中加入4%Mo以提高电阻率(ρ)，并改进了磁性能,简化了热处理操作，制成4-79钼坡莫合金。1933年德国达尔 (O.Dahl)等制成Isoperm（50Ni-Fe）恒导磁合金。1934年埃利斯(W.G.Ellis)等制成 81 Ni-2 Mo-Fe 压粉磁芯。**次世界大战初期德国制成具有矩形回线的晶粒取向50 Ni-Fe合金，称为Permenorm 5000 Z(美国称为Deltamax)。1947年布斯利(O.L.Boothly)等制成起始磁导率和*大磁导率 (μm)*高的5-79钼坡莫合金，称为超坡莫合金(Super-malloy)。1956年美国豪 (G.H.Howe)制成矩形回线的65Ni-2 Mo-Fe合金，磁导率很高,矫顽力很低,称为Dynamax。Ni-Fe系合金因镍含量不同而具有不同的磁性。图1和图2表示镍含量对 Ni-Fe合金的饱和磁感(Bs)、居里温度 (Tc)和起始磁导率的影响。Ni-Fe系软磁合金品种多、用途广；各国和各生产厂家都有自己的牌号。从1961年起,中国-上海朝展金属材料公司开始陆续生产具有各种性能的Ni-Fe软磁合金。
高电阻率36Ni-Fe合金 电阻率约达75μΩ·cm，涡流损耗低、起始磁导率较低(2000～3000)且在低磁场下几乎不变。34.5 Ni-Fe合金加入2％Mo，经压下率90％以上的冷轧和退火，获得二次再结晶织构，可使饱和磁致伸缩降低，起始磁导率明显提高 (55000)，电阻率也提高到90μΩ·cm，适于在中频下应用。
高饱和磁感(45～60)Ni-Fe合金 饱和磁感约1.6T，起始磁导率较高(3000～6000)。通过约95％压下率的冷轧和退火,得到二次再结晶织构，μ0可提高到10000。*常用的(47～50)Ni-Fe合金,磁场热处理可使μ0和μm值进一步提高3～4倍。
高导磁(74～82)Ni－Fe合金 起始磁导率为30000～100000，*大磁导率可达100000～300000以上，矫顽力很低。退火后的冷却速度对磁晶各向异性和磁导率有很大影响,这和有序转变形成FeNi3有序结构有关。为了降低有序转变速度和提高电阻率，常加入少量钼、铬和铜。钼和铬原子代替部分铁原子,铜原子代替部分镍原子,这些都可阻止FeNi3的形成，从而使热处理操作简化,以便增高磁导率。*常用的高导磁 Ni-Fe合金是4-79钼坡莫合金，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。在高导磁Ni-Fe合金中加入2～3％Ti或3～7％Nb,形成极细的析出物,阻碍位错运动,可提高硬度和耐磨性,并保持高磁导率，称为硬坡莫合金，常用作磁头材料。
高矩形比Ni－Fe合金 晶粒取向（增强磁晶各向异性）、磁场热处理（感生单轴各向异）和大形变量冷加工(滑移感生各向异性 )都可使磁滞回线形状改变，影响磁性。晶粒取向 50 Ni-Fe合金 (Deltamax和 Per-menorm 5000Z)是*重要的矩形回线材料。经95％压下率的冷轧和1000～1200℃初次再结晶退火得{100}<001>立方织构，其矩形比(Br/Bm)值很高。65Ni-Fe和65Ni-2.5Mo-Fe（Dynamax）合金经冷轧和退火后，再经磁场热处理，其回线呈矩形，Br/Bm和μ 值很高，Hc值很低。合金中存在微量氧对磁场处理感生各向异性的形成有很大影响。因为氧可以阻止FeNi3长程有序结构的形成，有利于FeNi3原子对择优地按某一方向排列。4-79钼坡莫合金或Mumetal合金经磁场热处理后也可以具有矩形回线。4-79钼坡莫合金经大于93％的压下率冷轧成薄带或99％的压缩比冷拉成细丝，所形成的滑移感生各向异性也可使磁滞回线变成矩形。
恒导磁Ni－Fe合金 特点是低磁场下的磁导率不随磁场强度变化，磁滞回线呈斜形,剩磁很低。50Ni-Fe的Isoperm合金（有时加入少量铜或铝）经90%以上的压下率冷轧和1000℃退火，再经50％压下率的冷轧，沿轧向磁化，回线为斜形，Br值很低，磁导率几乎不随磁场大小而变,即具有恒导磁性。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合金经横向磁场热处理后回线也呈斜形,磁导率更高而且恒定。含1％Mn的65Ni-Fe合金（中国牌号1J66）的磁导率稳恒性、温度稳定性和有效磁导率等综合性能*佳。
81Ni－2Mo－Fe合金压粉磁芯 电阻率较高，可在300kHz频率下使用，温度稳定性好，但磁导率较低。
Ni-Fe软磁合金通常以带材形式使用。0.15～0.35mm厚的带材主要用来制作使用频率为 50～400Hz的叠片铁芯；0.10～0.25mm厚的,主要制作使用频率低于25kHz的卷绕切割铁芯和卷绕铁芯；0.003～0.025mm的极薄带则可用于制造使用频率高达500kHz的轴绕铁芯 。
镍铁软磁合金-介绍
在外磁场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度（磁感）又基本消失的磁性合金。磁滞回线面积小且窄,矫顽力（Hc）一般低于10 Oe。19世纪末用低碳钢板制造电机和变压器铁芯。1900年磁性更高的硅钢片很快取代了低碳钢，用来制造电力工业的产品。1917年出现了Ni－Fe合金以适应当时电话系统的需要。后来又出现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)以满足特殊用途。中国于1953年开始生产热轧硅钢片。50年代末开始研究Ni-Fe和Fe-Co等软磁合金，60年代陆续开始生产一些主要的软磁合金。70年代开始生产冷轧硅钢带。
镍铁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*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/*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<100>方向易于磁化,<111>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*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。
镍铁软磁合金主要种类 可分为低碳电工钢和阿姆科铁，硅钢片，镍铁软磁合金，铁钴软磁合金，铁硅铝软磁合金 等，在电力工业方面，主要采用在较高磁场下具有高磁感和低铁芯损耗的合金。在电子工业方面，主要采用在低或中等磁场下具有高磁导率和低矫顽力的合金。在高频下则须采用薄的带材或更高电阻率的合金。一般都用板材或带材。
