パーマロイ

パーマロイはニッケルと鉄の磁性合金で、ニッケルが約80%、鉄が約20%含まれています。1914年にベル電話研究所の物理学者グスタフ・エルメンによって発明されました^[1]。非常に高い透磁率で知られており、電気・電子機器の磁気コア材料として、また磁場を遮断する磁気シールドとしても有用です。市販のパーマロイ合金の比透磁率は、通常の鋼の数千と比較して、通常約100,000です。^[2]

パーマロイは、高透磁率のほか、保磁力が低く、磁歪がほぼゼロで、異方性 磁気抵抗が大きいという磁気特性も備えています。低磁歪は工業用途では非常に重要で、応力が変動すると磁気特性に非常に大きな変化が生じる薄膜にも使用できます。パーマロイの電気抵抗率は、印加磁場の強度と方向によって最大 5% まで変化します。パーマロイは一般に、ニッケル濃度が 80% 付近で格子定数が約 0.355 nm の面心立方結晶構造をとります。パーマロイの欠点は、延性や加工性があまり高くないことです。そのため、磁気シールドなどの複雑な形状を必要とする用途では、ミューメタルなどの他の高透磁率合金が使われます。パーマロイは、変圧器の 積層板や磁気記録ヘッドに使用されます。

パーマロイは、もともと20世紀初頭に電信ケーブルの誘導性補償のために開発されました。^[3] 1860年代に 最初の大西洋横断海底電信ケーブルが敷設されたとき、長い導体が歪みを引き起こし、最大信号速度が1分あたり10～12語に低下することが判明しました。^[3]ケーブルを介して歪みなく信号を送信するための適切な条件は、1885年にオリバー・ヘヴィサイドによって初めて数学的に解明されました。^{[4] 1902年にデンマークの}カール・エミール・クラルプは、ケーブルを鉄線で巻き付けてインダクタンスを増やし、負荷線にして歪みを減らすことで補償できると 提案しました。しかし、鉄は大西洋横断の長さのケーブルを補償できるほど透磁率が高すぎませんでした。長い探索の後、1914年にベル研究所のグスタフ・エルメンがパーマロイを発見し、シリコン鋼よりも透磁率が高いことを発見しました。^{[1]その後、1923年に彼は}熱処理 によって透磁率を大幅に高められることを発見した。^[5] パーマロイテープを巻くと、電信ケーブルの信号速度が4倍に向上すると報告されている。^[3]

このケーブル補償方法は 1930 年代に衰退しましたが、第二次世界大戦までに、電子産業でパーマロイの他の多くの用途が発見されました。

パーマロイの他の組成も利用可能であり、合金中のニッケルの重量パーセントを示す数字の接頭辞で指定されます。たとえば、「45 パーマロイ」は、重量で 45% のニッケルと 55% の鉄を含む合金を意味します。「モリブデン パーマロイ」は、 81% のニッケル、17% の鉄、2% のモリブデンの合金です。後者は1940 年にベル研究所で発明されました。当時、長距離の銅電信線に使用すると、最大回線速度が 10 倍に増加しました。^{[4] 79% の Ni、16% の Fe、5% の Mo を含む}スーパーマロイも、高透磁率と低保磁力を特徴とする「ソフト」磁性材料としての高性能でよく知られています。

パーマロイは透磁率が高く保磁力が低いため、効率的な磁場生成と検知を必要とする用途でよく使用されます。^{[6]このニッケル鉄磁性合金は、通常約80%のニッケルと20%の鉄で構成されており、エネルギー損失が低いため、磁気センサー、}変圧器、インダクタの性能向上に役立ちます。^[7]パーマロイは、電子機器を外部の磁気干渉から保護する磁気シールド材料の製造にも使用されます。^[8]

• ローディングコイル
• ミューメタル
• センダスト
• スーパーマロイ（さらに高い透磁率を持つ素材）

• Richard M. Bozorth、「Ferromagnetism」、 Wiley-IEEE Press (1993年再版)、ISBN 0-7803-1032-2。 
• P. Ciureanu および S. Middelhoek 編、「薄膜抵抗センサー」、 Institute of Physics Publishing (1992)、ISBN 0-7503-0173-2。