它是一种在弱磁场下具有极高磁导率和极低矫顽力的镍基合金。属于中国国标(GB)中的“1J”系列,这个系列通常被称为坡莫合金。
1. 1J27 是什么材料?
类别: 铁镍软磁合金,坡莫合金的一种。
中国牌号: 1J27
对应标准: GB/T 15018-1994《精密合金牌号》
主要成分: 其主要特点是镍(Ni)含量约为27%,其余主要为铁(Fe),并含有少量的其他元素(如Mo、Cr等)来优化性能。
关键工艺: 它的优异磁性能并非直接获得,而是需要通过特殊的热处理工艺(通常在氢气或真空保护气氛下进行高温退火和严格控制冷却速度)才能实现。
2. 主要特性
1J27的特性可以从磁性能、物理性能和工艺性能三个方面来理解:
A. 磁性能(核心特点)
高饱和磁致伸缩系数:
这是1J27最显著的特点。磁致伸缩是指铁磁材料在磁场中磁化时,其长度和体积会发生微小变化的现象。1J27具有很大的饱和磁致伸缩系数,这意味着它在磁场中能产生较大的形变。
应用关联: 这使得它非常适合制造磁致伸缩器件,如超声波发生器、振动器等,能够直接将电能转换为机械能(振动)。
较高的饱和磁感应强度(Bs):
相比于其他高镍坡莫合金(如1J79),1J27的饱和磁感应强度更高。这意味着它在较强的磁场下能承载更高的磁通密度,不易磁饱和。
较低的磁导率:
与1J50、1J79等更高镍含量的坡莫合金相比,1J27的初始磁导率和最大磁导率要低得多。它不属于高初始磁导率材料。
矩形比低:
它的磁滞回线形状不“胖”也不“矩形”,而是比较“倾斜”,矫顽力较低,但剩磁不高。
B. 物理与机械性能
较高的电阻率:
有利于减少在高频交流应用中的涡流损耗。
良好的机械性能:
可以通过冷加工来改变其形态(如轧制成薄带),并具有一定的强度。
对应力敏感:
像所有坡莫合金一样,1J27的磁性能对机械应力非常敏感。任何冲击、弯曲或振动都可能导致其磁导率下降,矫顽力升高。因此,在制成器件后需要小心保护。
C. 工艺特性
热处理依赖性:
其最终磁性能极大地依赖于最终的热处理制度。不正确的热处理会使其无法达到预期的性能。
可加工性:
可以进行车、铣、钻、磨等机械加工,但由于其通常以硬态(经冷轧后未退火)供货以方便加工,加工时需注意避免因应力而影响后续性能。
3. 主要应用领域
基于其高磁致伸缩的特性,1J27主要应用于:
磁致伸缩换能器:
超声波设备: 用于水下声纳、超声波清洗、焊接、加工等设备的换能器核心材料。
振动器: 用于需要产生精密机械振动的场合。
特殊电磁器件:
用于制造在中等磁场下工作,且对磁致伸缩有特定要求的电感元件、变压器铁芯等。但由于其磁导率不高,不适用于对弱信号灵敏度要求极高的场合(那种场合会用1J85/1J79)。
总结
特性维度
1J27 特点
对比参考(例如 1J79)
核心磁特性
高饱和磁致伸缩系数
磁致伸缩系数很低
饱和磁感应强度
较高
较低
磁导率
较低
极高(是其核心优势)
主要应用
磁致伸缩换能器、振动器
高频变压器、磁屏蔽、高灵敏度互感器
简单来说,当您需要材料“动起来”(产生振动或形变)时,会考虑1J27;而当您需要材料“静悄悄”地高效导磁时,则会选择1J79这类高磁导率坡莫合金。
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