Permalloy es un níquel - hierro magnético de la aleación , con aproximadamente 80% de níquel y el contenido de hierro del 20%. Inventado en 1914 por el físico Gustav Elmen en Bell Telephone Laboratories , [1] se destaca por su muy alta permeabilidad magnética , lo que lo hace útil como material de núcleo magnético en equipos eléctricos y electrónicos, y también en blindaje magnético para bloquear campos magnéticos . Las aleaciones comerciales de permalloy suelen tener una permeabilidad relativa de alrededor de 100.000, en comparación con varios miles del acero ordinario. [2]
Además de la alta permeabilidad, sus otras propiedades magnéticas son baja coercitividad , magnetoestricción cercana a cero y magnetorresistencia anisotrópica significativa . La baja magnetoestricción es fundamental para aplicaciones industriales, lo que permite su uso en películas delgadas donde las tensiones variables causarían una variación ruinosamente grande en las propiedades magnéticas. La resistividad eléctrica de Permalloy puede variar hasta en un 5% dependiendo de la fuerza y la dirección de un campo magnético aplicado . Las permalloys tienen típicamente la estructura cristalina cúbica centrada en la cara con una constante de red de aproximadamente 0,355 nm en las proximidades de una concentración de níquel del 80%. Una desventaja de la permalloy es que no es muy dúctil o manejable, por lo que las aplicaciones que requieren formas elaboradas, como escudos magnéticos, están hechas de otras aleaciones de alta permeabilidad como el metal mu . Permalloy se utiliza en laminaciones de transformadores y cabezales de grabación magnéticos .
Desarrollo
Permalloy se desarrolló inicialmente a principios del siglo XX para la compensación inductiva de cables telegráficos . [3] Cuando se colocaron los primeros cables telegráficos submarinos transatlánticos en la década de 1860, se descubrió que los conductores largos causaban una distorsión que reducía la velocidad máxima de señalización a solo 10-12 palabras por minuto. [3] Las condiciones adecuadas para transmitir señales a través de cables sin distorsión fueron resueltas matemáticamente por primera vez en 1885 por Oliver Heaviside . [4] Fue propuesto por Carl Emil Krarup en 1902 en Dinamarca que el cable podría compensarse envolviéndolo con alambre de hierro, aumentando la inductancia y convirtiéndolo en una línea cargada para reducir la distorsión. Sin embargo, el hierro no tenía una permeabilidad lo suficientemente alta para compensar un cable de longitud transatlántica. Después de una búsqueda prolongada, la permalloy fue descubierta en 1914 por Gustav Elmen de Bell Laboratories , quien descubrió que tenía una mayor permeabilidad que el acero al silicio . [1] Más tarde, en 1923, descubrió que su permeabilidad podría mejorarse en gran medida mediante el tratamiento térmico . [5] Una envoltura de cinta de permalloy podría aumentar cuatro veces la velocidad de señalización de un cable telegráfico. [3]
Este método de compensación de cable declinó en la década de 1930, pero en la Segunda Guerra Mundial se encontraron muchos otros usos para Permalloy en la industria electrónica.
Otras composiciones
Se encuentran disponibles otras composiciones de permalloy, designadas por un prefijo numérico que indica el porcentaje de níquel en la aleación , por ejemplo "45 permalloy" significa una aleación que contiene 45% de níquel y 55% de hierro . "Permalloy de molibdeno" es una aleación de 81% de níquel , 17% de hierro y 2% de molibdeno . Este último fue inventado en Bell Labs en 1940. En ese momento, cuando se usaba en líneas telegráficas de cobre de larga distancia, permitía multiplicar por diez la velocidad máxima de trabajo de la línea. [4] La supermalloy , al 79% de Ni, 16% de Fe y 5% de Mo, también es bien conocida por su alto rendimiento como material magnético "blando", que se caracteriza por su alta permeabilidad y baja coercitividad .
Ver también
- Bobina de carga
- Mu-metal
- Sendust
- Supermalloy (un material con una permeabilidad magnética aún mayor)
Notas
- ^ a b Elmen, GW; HD Arnold (julio de 1923). "Permalloy, un nuevo material magnético de muy alta permeabilidad" . Bell System Tech. J . Estados Unidos: American Tel. & Tel. 2 (3): 101-111. doi : 10.1002 / j.1538-7305.1923.tb03595.x . Consultado el 6 de diciembre de 2012 .
- ^ Jiles, David (1998). Introducción al magnetismo y materiales magnéticos . Prensa CRC. pag. 354. ISBN 978-0-412-79860-3.
- ^ a b c Green, Allen (2004). "150 años de industria y empresa en Enderby's Wharf" . Historia del Cable Atlántico y Comunicaciones Submarinas . Diseño FTL . Consultado el 14 de diciembre de 2008 .
- ↑ a b Bragg, L. Electricity (Londres: G. Bell & Sons, 1943) págs. 212-213.
- ^ Elmen, GW (enero de 1936). "Aleaciones magnéticas de hierro, níquel y cobalto" . Bell System Tech. J . Estados Unidos: American Tel. & Tel. 15 (1): 113-135. doi : 10.1002 / j.1538-7305.1936.tb00721.x . Consultado el 6 de diciembre de 2012 .
Referencias
- Richard M. Bozorth, ferromagnetismo, Wiley-IEEE Press (1993 reedición), ISBN 0-7803-1032-2 .
- P. Ciureanu y S. Middelhoek, eds., Sensores resistivos de película fina, Publicaciones del Instituto de Física (1992), ISBN 0-7503-0173-2 .