高導磁合金的原理

高導磁合金的原理
透過材料內部磁畴「容易轉向與擴展」，讓磁力線優先走材料而不是空氣。

以下用工程角度分解說明：

一、微觀原理（為什麼它「容易被磁化」）

1 磁畴結構

• 鐵、鎳等鐵磁材料內部存在大量磁畴
• 未磁化時磁畴方向雜亂，整體磁場為 0

2 外加磁場作用

• 磁畴壁會移動
• 磁矩會旋轉對齊磁場方向
• 需要的能量很小 → 矯頑力低

結果：小 H 就能產生大 B → 導磁率高

二、合金設計原理（為何 Ni-Fe 特別有效）

• 高鎳含量（≈75–80% Ni）
• 降低磁晶異向性
• 降低磁彈性效應（對應力不敏感）
• 磁畴更容易轉動

這就是 Mu-metal、Permalloy 導磁率極高的原因

三、熱處理關鍵（退火）

• 氫退火／真空退火
• 消除冷加工內應力
• 重建磁畴結構

⚠️ 同一材料，退火前後導磁率可差 10～100 倍

四、磁屏蔽的工作原理（實際應用）

高導磁合金不是把磁場擋掉，而是：

1. 提供低磁阻通道
2. 磁力線被「吸走、導走」
3. 內部空間磁場大幅降低

稱為 磁通導引 / 磁通短路效應

五、頻率與飽和限制

• 低頻（DC～kHz）效果最佳
• 磁場太強 → 磁飽和
• 一旦飽和，導磁率急劇下降

六、工程常見誤解釐清

❌ 高導磁合金 = 擋磁
✅ 實際是 引磁、收磁、控磁

❌ 導磁率越高越好
✅ 要搭配 厚度、層數、Bs、頻率

總結

• 高導磁合金靠 磁畴易移動、易對齊
• Ni-Fe 合金 + 正確退火是關鍵
• 適合低頻磁場與精密設備磁控