Характеристики аморфных и нанокристаллических сплавов серии АМАГ (МСТАТОР)

Компания МСТАТОР осуществляет выпуск лент на основе аморфных и нанокристаллических сплавов серии АМАГ шириной от 1 до 30 мм и толщиной от 15 до 30 мкм.

Сравнительные характеристики аморфных и нанокристаллических сплавов и других традиционных магнитомягких материалов:

Материал	Электротех. сталь	Пермаллой		Феррит Mn-Zn	Аморфный сплав		Нанокристаллический сплав
Свойства	Электротех. сталь	50Ni	80Ni	Феррит Mn-Zn	На осн. Со	На осн. Fe	На осн. Fe
Амплитуда магн. индукции, В_м (Tл)	2.0	1.55	0.74	0.5	0.58	1.56	1.16
Коэрцитивная сила, H_c(Э)	0.5	0.15	0.03	0.1	0.005	0.03	0.01
Начальная проницаемость, μ_i	1500	6000	40000	3000	60000	5000	70000
Начальная проницаемость, μ_m	20000	60000	200000	6000	1000000	50000	600000
Удельное сопротивление, ρ (μОм/см)	50	30	60	1000000	120	130	130
Температура Кюри, Т_c (°C)	750	500	500	1000000	120	130	130
Температура кристаллизации, Т_х (°C)					530	550	515
Предельная рабочая температура, Т (°C)				100	90	150	180
Оптим. область рабочих частот, f (кГц)	0...1	0...1	0...10	0...10	10...	10...100000	10...100000

Марки материалов, выпускаемых компаний МСТАТОР, на основе аморфных и нанокристаллических сплавов.

АМАГ (аморфные)	АМАГ170, АМАГ172, АМАГ179, АМАГ180, АМАГ183, АМАГ186А, АМАГ186В, АМАГ186С, АМАГ202, АМАГ223, АМАГ225, АМАГ245, АМАГ254, АМАГ321, АМАГ324, АМАГ492
АМАГ (нанокристаллические)	АМАГ200, АМАГ200С, АМАГ201, АМАГ204, АМАГ211

Свойства аморфных лент серии АМАГ, выпускаемых компанией МСТАТОР

В настоящее время наибольшее распространение получили магнитомягкие аморфные сплавы, в которых сочетаются улучшенные магнитные и механические свойства. Магнитомягкие аморфные сплавы - ферромагнитные сплавы с узкой петлёй гистерезиса. Особенностью магнитомягких аморфных сплавов по сравнению с кристаллическими является большое (около 20 %) содержание немагнитных элементов, таких как бор, кремний, углерод, фосфор и проч., необходимых для сохранения аморфной структуры. Наличие этих элементов снижает максимальные значения индукции насыщения в аморфных сплавах по сравнению с кристаллическими и увеличивает температурный коэффициент магнитных свойств. Эти же элементы увеличивают электросопротивление, повышают твёрдость и прочность аморфных сплавов, а также их коррозионную стойкость. В радио- и электротехнических изделиях с начала восьмидесятых годов стали широко применяться аморфные материалы, которые используются вместо пермаллоев, ферритов, электротехнических сталей, магнитодиэлектриков.

Характеристики аморфных лент на основе кобальта

Свойства сплавов	АМАГ186С	АМАГ186В	АМАГ186А	АМАГ183	АМАГ180	АМАГ179	АМАГ172	АМАГ170
Индукция насыщения B10, Тл	1.0	0.9	0.85	0.75	0.68	0.66	0.60	0.55
Коэрцитивная сила H_c, А/м	4.0	2.0	1.6	1.2	0.24	0.24	0.24	0.16
Относительная магнитная проницаемость μ на частоте 10 кГц	1400	2200	3300	10000	35000	50000	70000	120000
Максимальная магнитная проницаемость μ_max , ×10³				500		800	1000	1200
Удельные потери P_уд., Вт/кг при амплитуде индукции 0.2 Тл на частотах:10кГц (100 кГц)	1.5÷2.0 (50÷60)	1.5÷2.0 (45÷55)	1.5÷2.0 (35÷45)	1.5÷2.0 (30÷40)	1.0÷1.5 (20÷30)	1.0÷1.5 (20÷30)	1.0÷1.5 (20÷25)	0.5÷1.0 (20÷25)
Температура кристаллизации Т_кр..,°С	450	470	485	515	505	510	520	530
Температура Кюри Т_c.,°С	≥T_кр.	430	380	350	275	265	235	200
Плотность γ, г/см³	7.9	7.85	7.8	7.7	7.8	7.8	7.7	7.7
Коэффициент прямоугольности линейной петли гистерезиса, не более*	0.02	0.03	0.03	0.05	0.05	0.05	0.10	0.20
Коэффициент прямоугольности прямоугольной петли гистерезиса, не менее**	0.95	0.95	0.95	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9
Магнитострикция насыщения λ_s, x 10^-6	0.05	0.05	0.05	1.0	0.1	0.2	-0.1	0.1

* термомагнитная обработка в поперечном магнитном поле ** термомагнитная обработка в продольном магнитном поле

Характеристики аморфных лент на основе железа-никеля

Свойства сплавов	АМАГ202	АМАГ223	АМАГ225	АМАГ245	АМАГ254
Индукция насыщения B10, Тл	1.4	1.32	1.10	0.83	0.83
Коэффициент прямоугольности К_п , не более	0.1	0.03	0.05	0.10	0.05
Коэффициент прямоугольности К_п , не более	0.1	0.03	0.05	0.10	0.05
Коэрцитивная сила, H_c, А/м	4.0	5.0	3.2	1.5	8.0
Магнитная проницаемость μ при частоте 10 кГц	5000	1800	6000	8000	1500
Температура кристаллизации Т_кр..,°С	520	425	485	480	400
Температура Кюри Т_c.,°С	380	≥T_кр.	390	290	≥T_кр.
Плотность γ, г/см³	7.3	7.4	7.4	7.5	7.9

Сплав АМАГ 225 применяется для изготовления низкотемпературных (инфракрасных) электронагревателей. Удельное электросопротивление ρ = 1.3 мкОм×м. Номинальное сопротивление 1 м. ленты шириной 10 мм составляет 8.5 ± 1.0 Ом. Сплав АМАГ 254 применяется в метках (датчиках) антикражных систем акустомагнитного типа.

Характеристики аморфных лент на основе железа и железа-кобальта

Свойства сплавов	АМАГ321	АМАГ324	АМАГ492
Индукция насыщения B_s, Тл	1.80	1.55	1.56
Коэффициент прямоугольности К_п , не более	0.25	0.03	0.20
Коэрцитивная сила, H_c, А/м	30.0	4.0	8.0
Проницаемость μ при частоте 10 кГц	300	1700	5000
Температура кристаллизации Т_кр..,°С	400	520	500
Температура Кюри Т_c.,°С	≥T_кр.	≥T_кр.	380
Плотность γ, г/см³	7.6	7.6	7.4

Свойства нанокристаллических лент серии АМАГ, выпускаемых компанией МСТАТОР

Сплавы с кристаллической структурой на основе кремния и железа характеризуются высокой индукцией насыщения (1.2 Тл), хорошей температурной стабильностью в широком диапазоне температур от -60 до 180°С. Новый "нанокристаллический" материал серии АМАГ имеет улучшенные характеристики при работе в высокочастотной области и сопоставим по работоспособности с аморфными сплавами на основе кобальта, но имеет меньшую стоимость. Регулирование функциональных свойств материала (форма петли гистерезиса, уровень магнитной проницаемости, коэффициент прямоугольности, удельные потери и др.) может быть обеспечено параметрами отжига тороидов (навитых из ленты). В таблице 6 приведены характеристики выпускаемых нанокристаллических лент, с учетом соответствующей термомагнитной обработки.

Cвойства выпускаемых нанокристаллических лент

Свойства сплавов	АМАГ -200	АМАГ-200С	АМАГ-201	АМАГ-204	АМАГ-211
Индукция насыщения B10_s, Тл	1.20	1.16	1.2	1.2	1.25
Коэрцитивная сила, H_c, А/м	0.8	0.8	1.5	2.0	3.2
Проницаемость μ при частоте 10 кГц	30000÷80000	50000÷100000	20000÷30000	10000÷15000	3000÷8000
Температура кристаллизации Т_кр..,°С	515	515	515	515	510
Температура Кюри Т_c.,°С	570	560
Плотность γ, г/см³	7.3	7.3	7.3	7.4	7.6
Коэффициент прямоугольности линейной петли гистерезиса, не более *	0.1	0.1	0.1	0.05	0.05
Коэффициент прямоугольности прямоугольной петли гистерезиса, не менее**	0.9	0.9
Удельные потери P_уд.Вт/кг при амплитуде индукции 0.2 Тл на частотах: 10кГц 100кГц	1÷1.5 30÷40	1÷1.5 30÷40
Магнитострикция насыщения λ_s, x 10^-6	2.0	0.5	3.0	4.5	8.0

Применение сплавов серии АМАГ

В настоящее время аморфные и нанокристаллические магнитомягкие материалы находят применение в различных отраслях:

В системах телекоммуникаций: трансформаторы и дроссели ISDN, DSL, PLC
В электротехнической промышленности замена обычной трансформаторной стали аморфным сплавом даёт экономию электроэнергии на вихревых токах.
В устройствах защитного отключения (УЗО), управляемых дифференциальным током, предназначенных для защиты людей от поражения электрическим током, в том числе и при использовании бытовой электроаппаратуры. Высокая проницаемость обеспечивает хорошую чувствительность, низкий порог срабатывания и хорошую точность.
В электроизмерительной технике - трансформаторах тока, электронных счётчиках электроэнергии. Использование нанокристаллических материалов в трансформаторах тока повышает точность измерения, исключает зависимость от формы и симметрии тока нагрузки, обеспечивает класс точности 0.2.
В фильтрах ЭМС/электромагнитных помех (EMC/EMI) для переключаемых источников питания (SMPS) и инверторных приводов. Отличаются более высоким коэффициентом подавления помех в широком диапазоне частот.
В импульсных источниках питания, инверторах, в AC/DC и DC/DC преобразователях. За счёт новых материалов обеспечиваются высокая надёжность, высокий КПД, малые размеры и вес, низкий уровень помех.
В дросселях магнитных усилителей. Малый размер, низкий ток управления, низкие потери.

Кроме того, такие изделия могут найти применение в солнечных генераторах, ламповых усилителях аудио аппаратуры, датчиках противокражных устройств электромагнитного и аккустомагнитного типов, в автомобилях (нагрев сидений, подогрев топливопроводов, аккумуляторов), в строительстве (тёплые полы, потолки, новые системы отопления), а также в гасителях коротких всплесков напряжения/тока (помехоподавляющие магнитопроводы).