Permalloy es una aleación magnética de níquel - hierro , con aproximadamente un 80% de contenido de níquel y un 20% de hierro. Inventado en 1914 por el físico Gustav Elmen en Bell Telephone Laboratories , [1] destaca por su muy alta permeabilidad magnética , lo que lo hace útil como material de núcleo magnético en equipos eléctricos y electrónicos, y también en blindaje magnético para bloquear campos magnéticos . Las aleaciones comerciales de aleación permanente suelen tener una permeabilidad relativa de alrededor de 100.000, en comparación con los varios miles del acero ordinario. [2]
Además de la alta permeabilidad, sus otras propiedades magnéticas son baja coercitividad , magnetoestricción casi nula y magnetorresistencia anisotrópica significativa . La baja magnetoestricción es fundamental para aplicaciones industriales, lo que permite su uso en películas delgadas donde, de otro modo, las tensiones variables provocarían una variación ruinosamente grande en las propiedades magnéticas. La resistividad eléctrica de Permalloy puede variar hasta un 5% dependiendo de la fuerza y la dirección del campo magnético aplicado . Las permalloys suelen tener una estructura cristalina cúbica centrada en las caras con una constante de red de aproximadamente 0,355 nm en las proximidades de una concentración de níquel del 80%. Una desventaja de la aleación permanente es que no es muy dúctil ni trabajable, por lo que las aplicaciones que requieren formas elaboradas, como escudos magnéticos, se fabrican con otras aleaciones de alta permeabilidad como el mu metal . Permalloy se utiliza en laminaciones de transformadores y cabezales de grabación magnéticos .
Permalloy se desarrolló inicialmente a principios del siglo XX para la compensación inductiva de cables telegráficos . [3] Cuando se tendieron los primeros cables telegráficos submarinos transatlánticos en la década de 1860, se descubrió que los conductores largos causaban una distorsión que reducía la velocidad máxima de señalización a sólo 10 a 12 palabras por minuto. [3] Las condiciones adecuadas para transmitir señales a través de cables sin distorsión fueron determinadas matemáticamente por primera vez en 1885 por Oliver Heaviside . [4] Carl Emil Krarup propuso en 1902 en Dinamarca que el cable podría compensarse envolviéndolo con alambre de hierro, aumentando la inductancia y convirtiéndolo en una línea cargada para reducir la distorsión. Sin embargo, el hierro no tenía una permeabilidad suficiente para compensar un cable de longitud transatlántica. Después de una búsqueda prolongada, la aleación permanente fue descubierta en 1914 por Gustav Elmen de los Laboratorios Bell , quien descubrió que tenía mayor permeabilidad que el acero al silicio . [1] Más tarde, en 1923, descubrió que su permeabilidad podía mejorarse enormemente mediante un tratamiento térmico . [5] Según se informa, una envoltura de cinta de aleación permanente podría aumentar cuatro veces la velocidad de señalización de un cable telegráfico. [3]
Este método de compensación de cables decayó en la década de 1930, pero en la Segunda Guerra Mundial se encontraron muchos otros usos para Permalloy en la industria electrónica .
Hay otras composiciones de aleación permanente disponibles, designadas por un prefijo numérico que indica el porcentaje en peso de níquel en la aleación ; por ejemplo, "45 aleación permanente" significa una aleación que contiene 45% de níquel y 55% de hierro en peso. La "permalloy de molibdeno" es una aleación de 81% de níquel , 17% de hierro y 2% de molibdeno . Este último fue inventado en Bell Labs en 1940. En ese momento, cuando se usaba en líneas telegráficas de cobre de larga distancia, permitía aumentar diez veces la velocidad máxima de trabajo de la línea. [4] Supermalloy , con 79% Ni, 16% Fe y 5% Mo, también es bien conocido por su alto rendimiento como material magnético "blando", caracterizado por una alta permeabilidad y baja coercitividad .