البرمالوي

البرمالوي ( تُلفظ /pɜːrm.ʌ.lɔɪ/ [ 1 ^{] )} هي سبيكة مغناطيسية من النيكل والحديد ، ^{تحتوي على حوالي 80% نيكل و20% حديد. اخترعها الفيزيائي غوستاف إلمن عام 1914 في مختبرات بيل للهواتف، [2]} وتتميز بنفاذيتها المغناطيسية العالية جدًا ، مما يجعلها مفيدة ^{كمادة أساسية مغناطيسية} في المعدات الكهربائية والإلكترونية ، وكذلك في التدريع المغناطيسي لحجب المجالات المغناطيسية . تتميز سبائك البرمالوي التجارية عادةً بنفاذية نسبية تبلغ حوالي 100,000، مقارنةً ببضعة آلاف للفولاذ العادي. ^{[ 3 ]}

إضافةً إلى نفاذيتها العالية، تتميز سبيكة البرمالوي بخصائص مغناطيسية أخرى، منها انخفاض الإكراه المغناطيسي، وانعدام الانفعال المغناطيسي تقريبًا ، ومقاومة مغناطيسية متباينة كبيرة . يُعدّ انخفاض الانفعال المغناطيسي عاملًا حاسمًا في التطبيقات الصناعية، إذ يسمح باستخدامها في الأغشية الرقيقة حيث قد تُسبب الإجهادات المتغيرة تباينًا كبيرًا في الخصائص المغناطيسية. يمكن أن تتفاوت المقاومة الكهربائية للبرمالوي بنسبة تصل إلى 5% تبعًا لشدة واتجاه المجال المغناطيسي المُطبق . تتميز سبائك البرمالوي عادةً ببنية بلورية مكعبة مركزية الوجوه ، بثابت شبكي يبلغ حوالي 0.355 نانومتر عند تركيز نيكل يقارب 80%. من عيوب البرمالوي أنه ليس مرنًا جدًا أو سهل التشكيل، لذا تُصنع التطبيقات التي تتطلب أشكالًا معقدة، مثل الدروع المغناطيسية، من سبائك أخرى ذات نفاذية عالية، مثل معدن ميو . يُستخدم البرمالوي في رقائق المحولات ورؤوس التسجيل المغناطيسي .

طُوِّرَ البرمالوي في البداية في أوائل القرن العشرين لتعويض الحث الكهرومغناطيسي لكابلات التلغراف . ^{[ 4 ]} عندما وُضِعَت أولى كابلات التلغراف البحرية العابرة للمحيط الأطلسي في ستينيات القرن التاسع عشر، تبيّن أن الموصلات الطويلة تُسبِّب تشويشًا يُقلِّل من سرعة الإشارة القصوى إلى 10-12 كلمة فقط في الدقيقة. ^{[ 4 ]} وُضِعَت الشروط المناسبة لنقل الإشارات عبر الكابلات دون تشويه رياضيًا لأول مرة عام 1885 على يد أوليفر هيفسايد . ^{[ 5 ]} اقترح كارل إميل كراروب عام 1902 في الدنمارك إمكانية تعويض الكابل بتغليفه بسلك حديدي، مما يزيد من الحث الكهرومغناطيسي ويجعله خطًا مُحمَّلًا لتقليل التشويش. مع ذلك، لم تكن نفاذية الحديد عالية بما يكفي لتعويض كابل عابر للمحيط الأطلسي. بعد بحثٍ مُطوَّل، اكتُشِفَ البرمالوي عام 1914 على يد غوستاف إلمن من مختبرات بيل ، الذي وجد أن نفاذيته أعلى من نفاذية الفولاذ السيليكوني . ^{[ ٢ ]} لاحقًا، في عام ١٩٢٣، وجد أن نفاذيته يمكن تحسينها بشكل كبير عن طريق المعالجة الحرارية . ^{[ ٦ ]} يُقال إن لف شريط من سبيكة البرمالوي يمكن أن يزيد سرعة الإشارة لكابل التلغراف أربعة أضعاف. ^{[ ٤ ]}

تراجعت هذه الطريقة لتعويض الكابلات في ثلاثينيات القرن العشرين، ولكن بحلول الحرب العالمية الثانية تم العثور على العديد من الاستخدامات الأخرى لـ Permalloy في صناعة الإلكترونيات .

تتوفر تركيبات أخرى من البرمالوي، ويُشار إليها ببادئة رقمية تدل على النسبة المئوية الوزنية للنيكل في السبيكة ، فعلى سبيل المثال، "برمالوي 45" تعني سبيكة تحتوي على 45% نيكل و55% حديد وزناً. أما "برمالوي الموليبدينوم" فهي سبيكة تتكون من 81% نيكل و17% حديد و2% موليبدينوم . وقد تم اختراع هذه الأخيرة في مختبرات بيل عام 1940. في ذلك الوقت، وعند استخدامها في خطوط التلغراف النحاسية لمسافات طويلة، سمحت بزيادة سرعة تشغيل الخط القصوى عشرة أضعاف. ^{[ 5 ]} كما يُعرف سوبرمالوي ، الذي يتكون من 75% نيكل و20% حديد و5% موليبدينوم، بأدائه العالي كمادة مغناطيسية "ناعمة"، والتي تتميز بنفاذية عالية وإكراه مغناطيسي منخفض .

نظرًا لنفاذيتها المغناطيسية العالية وقسريتها المنخفضة ، تُستخدم سبيكة البرمالوي بكثرة في التطبيقات التي تتطلب توليدًا واستشعارًا فعالين للمجال المغناطيسي. [7] كما أنها تتميز بفقدان منخفض للطاقة، مما يُسهم في تحسين أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية والمحولات والمحاثات ^{. [ 8} ] وتُستخدم سبيكة البرمالوي ^{أيضًا في إنتاج} مواد التدريع المغناطيسي، التي تُساعد في حماية المعدات الإلكترونية من التداخل المغناطيسي الخارجي. ^{[ 9 ]}

• ملف التحميل
• معدن مو
• سندست
• سوبرمالوي (مادة ذات نفاذية مغناطيسية أعلى)

• ريتشارد إم. بوزورث، المغناطيسية الحديدية، دار نشر وايلي-IEEE (إعادة إصدار عام 1993)، رقم ISBN 0-7803-1032-2.
• ب. سيوريانو وس. ميدلهوك، محرران، أجهزة استشعار المقاومة ذات الأغشية الرقيقة، منشورات معهد الفيزياء (1992)، رقم ISBN 0-7503-0173-2.