Mu-Metall

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Allgemeines
Name Mu-Metall
Andere Namen Permalloy
Bestandteile Nickel-Eisen-Legierung mit 81 % Nickel, 19 % Eisen.

Andere Mischungsverhältnisse sind auch üblich, wie beispielsweise 80 % Ni, 16 % Fe und 4 % Co.

Permalloy / Supermalloy : 78,5 % Ni; 3 % Mo

Kurzbeschreibung Feststoff mit hoher magnetischer Permeabilität
Eigenschaften
Dichte 8,7 g/cm³
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 1454 °C
Sättigungsmagnetisierung 0,8 T
Spezifischer Widerstand 55·10−6 Ω·cm
MR Koeffizient 2…4 %
obere Anwendungstemperatur 150 °C
Ausdehnungskoeffizient (20…100 °C) in 10−6 K−1 13,5
E-Modul in kN/mm² 200

Mu-Metall (µ-Metall, Mumetall, englisch Mu-metal oder englisch permalloy) ist eine weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierung (ca. 70–81 % Nickel, eventuell auch Spuren von Molybdän, Kobalt, Chrom oder Mangan) hoher magnetischer Permeabilität,[1] die zur Abschirmung niederfrequenter Magnetfelder und zur Herstellung der ferromagnetischen Kerne von Signalübertragern, magnetischen Stromsensoren und Stromwandlern eingesetzt wird.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Mu-Metall besitzt eine hohe Permeabilität (\mu_r=50.000–140.000), die bewirkt, dass sich der magnetische Fluss niederfrequenter Magnetfelder im Material konzentriert. Dieser Effekt führt bei der Abschirmung niederfrequenter oder statischer magnetischer Störfelder zu einer beachtlichen Schirmdämpfung.

Wenn Mu-Metall gebogen, verformt oder mechanisch bearbeitet wird, bricht die hohe Permeabilität drastisch ein. Werte herunter bis \mu_r=150 sind möglich. Deswegen sollte Mu-Metall nach mechanischer Beanspruchung unbedingt erneut geglüht werden, um durch Ausheilen von Gitterfehlern die hohe Permeabilität wiederherzustellen.

Mu-Metall gibt es in der Form von Folien und Blechen angefangen von einer Dicke von ca. 0,1 bis 5,0 mm in Standardmaßen, sowie darüber hinaus in Plattenform.

Update July 2014: Neuste Messungen haben ergeben, dass bei einer magnetischen Schlussglühung unter Schutzgas eine Permeabilität (\mu_r=300.000) erzielt werden kann.

Anwendungsgebiete[Bearbeiten]

Abschirmung eines Industriegebäudes mit Magnoshield-Platten aus Mumetall
  • Als magnetoresistives Element bei Festplattenköpfen. Der Widerstand des Elements kann durch Veränderung des umgebenden Magnetfeldes beeinflusst werden. (siehe magnetoresistiver Effekt)
  • Als Kernmaterial für Niederfrequenz-Übertrager, Stromwandler, magnetische Stromsensoren
  • In Pulverform zur Herstellung von gepressten Pulverkernen
  • In Form dünner Bleche als Material zur Abschirmung von magnetischen Störfeldern in elektronischen Geräten oder Uhrengehäusen. Dabei sind fertige Abschirmungen mit typischen Wanddicken von 1 bis 2 mm in Standardformen wie z. B. Becher, Röhren und Schläuchen erhältlich. Weiterhin gibt es Abschirmhauben für Magnetköpfe, Monitor-Bildröhren, Becher für KFZ-Anzeigeinstrumente und Abschirmungen für kleine Elektromotoren in Tonbandgeräten
  • Abschirmkabinen: Für magnetfeldfreie Untersuchungen oder Hochfeldlabore sind begehbare Abschirmkabinen oder Räume mit mehrschaligen Abschirmungen aufgebaut worden.

Herstellung[Bearbeiten]

Die erschmolzene Legierung wird nach dem Abkühlen zu Blechen, in Bandform oder zu Draht verarbeitet. Mu-Metall lässt sich stanzen, ätzen, tiefziehen, biegen, löten, schweißen und galvanisch beschichten. Ebenso sind spanende Formgebungen, Bohren und Schleifen möglich. Das fertige Werkstück wird nach der mechanischen Bearbeitung einer Schlussglühung bei 1000 bis 1200 °C sowie einer anschließenden Anlassbehandlung bei 400–600 °C ausgesetzt. Diese thermischen Behandlungen erfolgen unter Vakuum oder Schutzgas wie z. B. Wasserstoff.[2] Durch spezielle Abkühlverfahren oder Magnetfeldglühungen sind besonders hohe Permeabilitäten oder andere spezielle Magneteigenschaften erreichbar.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. G. A. Berner: Illustriertes Fachlexikon der Uhrmacherei, Stichwort 'Permalloy', abgerufen am 9. November 2012.
  2. Weichmagnetische Werkstoffe und Halbzeuge. Broschüre PHT-001, Ausgabe 2002, Vacuumschmelze. Hanau, S. 15.