鐵鋁合金
高電阻率,密度小,耐磨性好
鐵徠鋁合金是以鐵和鋁(約6%~16%範圍)為主要元素組成,具有很高的電阻率,密度小,硬度高,耐磨性好,抗振動和衝擊性能好,因此用鐵鋁合金製成的器件渦流損耗小、質量輕。但含鋁量超過10%時,鐵鋁合金變脆,塑性降低,給加工帶來困難。合金的飽和磁感應強度隨鋁含量增加而下降。
鐵鋁合金是以鐵、鋁(6%~16%)為主要成分,不含貴重元素的另一類高電磁性能的軟磁合金,在微電機中也得到應用。
常用的鐵鋁合金可以有冷軋或熱軋帶材,片厚0.1~0.5mm。其主要特點是有高的電阻率和硬度,密度較小(6.5~7.2g/mm),抗振動和抗衝擊性能良好,其磁性能對應力不像鐵鎳合金那樣敏感。用鐵鋁合金片製造的鐵心,渦流損耗小,重量較輕,有良好的耐中子輻射性能。當含鋁量超過16%時,鐵鋁合金變脆,塑性減弱,機械加工困難。含鋁量增加還使飽和磁感應強度降低。鐵鋁合金製成的鐵心與鐵鎳合金鐵心一樣,需要最終高溫退火處理,消除應力,提高磁性能。
常用鐵鋁合金型號有1J6、1J12和1J16等。型號中最後數字為含鋁量,隨著含鋁量的增加,材料的磁導率和電阻率變高,而飽和磁感應強度降低。
鐵鋁合徠金為鋁溶於α鐵中的固溶體組織,體心立方結構,可形成兩種不同類型的有序相結構FeAl和FeAl。Al含量<9.6wt.%不存在有序——無序轉變;9.6~19.4wt.%時,存在FeAl有序——無序轉變。
低鋁(<6wt.%)合金與等量Fe-Si合金相似,易加工、耐蝕性好,不存在有序—無序轉變,磁性穩定,對應力不敏感。11wt.%合金直流磁性與中Ni坡莫合金相近,在800A/m以下磁感強度比工業純鐵好。12wt.%合金存在有序—無序轉變,磁晶各向異性常數趨於零,磁致伸縮係數較高,有較高飽和磁感應強度(1.20T),高電阻率(100μΩ·cm),磁性能與有序度有關。
16wt.%合金同時存在FeAl和FeAl有序—無序轉變,無序時磁晶各向異性和磁致伸縮係數為低值,可獲得高磁導率。添加2—3%Mo可進一步提高電阻率、磁導率,飽和磁感應強度降低。低鋁合金用作微電機、電磁閥、磁屏蔽材料。高鋁合金可部分代替Fe-Ni系坡莫合金,用作中頻變壓器、換能器磁頭等。
鐵鋁合金的性能和用途見表1。
表1鐵鋁合金的性能和用途
牌號 | 品種 | 厚度 (mm) | μ (mH/m) (0.4A/ m時) | μ (mH/ m) | H (A/ m) | B (T) | 密度 (g/ cm) | 電阻率 (μΩ·m) | 特點和用途 |
1J16 | 溫軋 帶材 | 0.20 | 5.0 | 62.7 | 3.2 | 0.65 | 6.5 | 1.40~ 1.60 | 電阻率高,硬度 高,比重小,耐磨 性好,應力敏感性 小,中子輻照磁性 變化小,在弱磁場 下有較高的磁導 率,可部分取代 1J79合金,主要用 於磁屏蔽、小功率 變壓器、繼電器、 微電機、信號放大 器、輸入輸出變壓 器及磁頭等 |
熱軋 板材 | 0.35 | 7.5 | 37.6 | 4.0 | 0.65 | ||||
1J13 | 溫軋 熱軋 | 0.20 0.35 | 0.45 ~0.83 | 6.3 ~ 12.5 | 48.0 ~ 57.6 | 1.05 ~ 1.10 | 6.6 | 1.25 ~ 1.30 | λ較高(=35× 10)和B較高, 可替代純Ni,作超 聲波清洗機和其他 超聲波換能元件 |
牌號 | 品種 | 厚度 (mm) | μ (mH/m) (0.4A/ m時) | μ (mH/ m) | H (A/ m) | B (T) | 密工 (g/ cm) | 電阻率 (μΩ·m) | 特點和用途 |
1J12 | 溫軋 熱軋 | 0.20 0.35 | (μ0.01) 3.1 | 31.3 | 12.0 | 1.2 | 6.7 | 0.90 ~ 1.00 | 具有較高磁導率 和B,可替代部分 1J50,1J46合金, 用於中等磁場工作 元件如微電機、音 頻變壓器、脈衝變 壓器等 |
1.16 | 冷軋 | 0.20 0.50 | (μ0.01) 2.5 ~ 6.9 | 18.9 ~ 62.7 | 48.0 | 1.3 | 7.2 | 0.70 | 高B,低B (0.25~0.5T),良 好抗大氣腐蝕性, 加工性好,可替代 部分硅鋼,作脈衝 變壓器、功率變壓 器電感元件、電磁 閥、電磁離合器鐵 芯 |