מהי חדירות ראשונית

1. הגדרה

חדירות ראשונית (סמל: μᵢ; חדירות ראשונית יחסית μᵣᵢ בשימוש הנדסי) מתייחסת למוליכות המגנטית של חומרים מגנטיים כאשר הם מתחילים להתמגנט מאפס תחת שדות מגנטיים חלשים במיוחד.

 

2. הסבר פשוט

זה מציין באיזו קלות החומר מתמגנט תחת שדות מגנטיים חלשים ואותות זעירים.

שווה לשיפוע ההתחלתי במקור עקומת המגנטיזציה.

ערך גבוה יותר אומר שהחומר מוליך מגנטיות בקלות תחת שדות מגנטיים חלשים ומשרה מתח ביעילות, ומספק רגישות גבוהה יותר לאותות קטנים.

 

3. מאפיינים מרכזיים

• מצב הפעלה: שדה מגנטי חלש, תדר נמוך, אות קטן, מצב בלתי רווי.
• מחוון ליבה לחומרים מגנטיים רכים כולל פריט, פלדת סיליקון, סגסוגות אמורפיות וננו-גבישיות.
• למגנטים קבועים יש חדירות ראשונית קרובה ל-1, כמעט ללא מוליכות מגנטית.

מבוא בסיסי לחומרים מגנטיים רכים אמורפיים וננו-גבישיים

 

הם סגסוגות מגנטיות רכות רכות מהדור-הדור הגבוה- עם ביצועים מעולים בהרבה בהשוואה לפלדת סיליקון ופריט קונבנציונלי.

1. סגסוגות מגנטיות רכות אמורפיות

ידוע גם בשם זכוכית מתכתית. מיוצר על ידי כיבוי מהיר של מתכת מותכת, הכולל סידור אטומי לא מסודר ללא גבולות גרגרים.

• אמורפי-מבוסס ברזל: חסכוני-, בשימוש נרחב בשנאים בתדר מתח ובתדר בינוני.
• אמורפי על בסיס-קובלט: תכונות מגנטיות מעולות, אובדן- נמוך במיוחד וחדירות ראשונית גבוהה, אידיאלי עבור יישומי אותות חלשים-בדיוק גבוה.

 

2. סגסוגות מגנטיות רכות ננו-גבישיות

מיוצר על ידי סגסוגת מאסטר מסתובבת-מתכת ולאחר מכן טיפול בחום, ויוצרים גרגירים בקנה מידה ננומטרי של 10~20 ננומטר המוטבעים במטריצה ​​אמורפית.

ננו-גבישי מבוסס ברזל (סדרת Finemet) שולט בשוק, בעל המאפיינים המגנטיים הרכים המקיפים והטובים ביותר ללא ספק.

השוואה בין ערכי חדירות ראשוניים טיפוסיים

סוג חומר	חדירות ראשונית יחסית טיפוסית (μᵣᵢ)
יריעת פלדת סיליקון קונבנציונלית	עשרות עד מאות
רגיל Mn-Zn Ferrite	1000 ~ 10000
אמורפי מבוסס ברזל.-	2000 ~ 8000
אמורפי מבוסס קובלט-	10000 ~ 50000
ננו-גביש מבוסס ברזל.-	10000 ~ 80000

מַסְקָנָה: לחומרים ננו-גבישיים יש חדירות ראשונית גבוהה בהרבה מפלדת פריט וסיליקון, ואחריהם סגסוגות אמורפיות על בסיס-קובלט; אמורפי מבוסס ברזל מתעלה על פלדת סיליקון.

1. סיבות לחדירות ראשונית גבוהה של חומרים אמורפיים וננו-גבישיים
2. כמעט ללא גבולות גרגרים או פגמים גבישים מעכבים את תנועת דופן התחום, ומאפשרים סיבוב ותזוזה של תחום מגנטי תחת שדות מגנטיים חלשים.
3. אניזוטרופיה מגנטית נמוכה במיוחד וכפייה מובילות להתנגדות מגנטית מינימלית.
4. מעט זיהומים פנימיים ולחץ פנימי שניתן לשליטה; הביצועים המגנטיים עוברים אופטימיזציה נוספת לאחר טיפול חישול.
5. פותח במיוחד למגנטיזציה תחת שדות מגנטיים חלשים ותרחישי אותות קטנים.

 

היתרונות של חדירות ראשונית גבוהה

1. יכולת אינדוקטיבית חזקה תחת שדות מגנטיים חלשים וזרם נמוך, מה שמבטיח זיהוי מדויק של אותות זעירים.
2. מאפשר ליבות מגנטיות קטנות, דקות וקלות יותר עם השראות זהה.
3. הנחתת חדירות איטית יותר בתדרים בינוניים וגבוהים מאשר פריט, ומספקת ביצועים טובים יותר-תדרים גבוהים.
4. אובדן היסטרזיס ואיבוד זרם מערבולת-נמוך במיוחד, ייצור חום נמוך ויעילות עבודה גבוהה.
5. יציבות טמפרטורה מעולה עם תנודתיות קלה בחדירות כנגד שינויי טמפרטורה.

 

יישומים אופייניים המסתמכים על חדירות ראשונית גבוהה

1. שנאי זרם-בדיוק גבוה ושנאי זרם ברצף-אפס לזיהוי זרם דליפה קלוש.
2. EMC מצבי-משנקים וליבות סינון נפוצות לדיכוי אותות הפרעות בתדר גבוה ונמוך.
3. משרני מסנן מדויקים, שנאי פולסים וליבות התקן זרם שיורי.
4. חיישני שדה מגנטי חלש, בדיקות אלקטרומגנטיות ורכיבים מגנטיים מדויקים למכשירים ולמונים.

 

תַקצִיר

1. חדירות ראשונית מייצגת מוליכות מגנטית של חומרים תחת שדות מגנטיים חלשים במיוחד; ערך גבוה יותר שווה לרגישות אות גבוהה יותר.
2. סגסוגות אמורפיות וננו-גבישיות הן חומרים מגנטיים רכים-מתקדמים עם יתרונות מדהימים בחדירות ראשונית על פני פלדת סיליקון ופריט נפוץ.
3. ננו-גבישי מבוסס ברזל מדורג במקום הראשון בחדירות הראשונית, ואחריו סגסוגות אמורפיות מבוססות קובלט-. אמורפי מבוסס ברזל מתהדר בביצועי עלות יוצאי דופן, מתאים ל