精密合金｜Precision alloy

1. 牌号与标准

• 中国牌号：1J31

• 国际类似牌号：

• 美国：ASTM A753 Type 1（近似）

• 日本：JIS C 2531 SUY-1

• 执行标准：GB/T 15018-1994《精密合金牌号》

• 材料类别：Fe-Ni系超高磁导率软磁合金

2. 化学成分（质量分数/%）

成分特点：

• 超高镍含量（30.5-31.5%）：目前GB标准中镍含量最高的软磁合金

• 极限纯净度控制：P+S总量≤0.025%

• 特殊添加元素：允许添加微量Mo（≤0.2%）改善高频性能

3. 物理性能

4. 力学性能（退火态）

5. 磁性能（氢气退火后）

突破性性能：

• 在0.1mT弱磁场下仍保持μi≥20,000 mH/m

• 经特殊处理可实现μm≥300,000 mH/m（企业内控标准）

6. 热处理工艺

• 超纯氢退火：

• 温度梯度：1150℃→600℃（精确控制±5℃）

• 氢气纯度：≥99.999%（露点≤-60℃）

• 冷却制度：600℃以上≤50℃/h，600℃以下可空冷

• 磁场热处理：

• 横向磁场强度：80-120kA/m

• 可提升μi 20-30%

7. 主要应用领域

1. 尖端科研设备：

• 原子磁力仪核心传感元件

• 超导量子干涉器（SQUID）磁屏蔽

2. 军工领域：

• 战略级磁异常探测阵列

• 潜舰消磁系统关键材料

3. 医疗诊断：

• 超高场MRI（7T以上）匀场组件

• 脑磁图（MEG）传感器

4. 工业检测：

• 纳米级磁畴观测仪探头

• 半导体晶圆磁污染检测

8. 加工特性

• 超精密加工要求：

• 表面粗糙度Ra≤0.05μm（光学级抛光）

• 尺寸公差±0.001mm（微米级加工）

• 特殊处理技术：

• 离子束表面纳米化处理

• 磁控溅射绝缘涂层（Al₂O₃/SiO₂）

9. 与同类材料极限性能对比

10. 使用规范

1. 环境控制：

• 操作环境洁净度：≥Class 100

• 防磁干扰：地磁屏蔽室（≤10nT）

2. 装配规范：

• 禁止使用铁磁性工具

• 扭矩控制：≤0.1N·m（精密螺丝）

3. 寿命管理：

• 磁性能衰减监控（每1000小时检测）

• 建议更换周期：5年或10⁷次磁化循环

11. 最新技术突破

• 多层纳米结构：

• 交替沉积1J31/非晶层（单层厚度10nm）

• 实现μi≥50,000 mH/m（@10kHz）

• 智能温补技术：

• 内置Pt电阻温度传感器

• 实时补偿磁导率温度漂移

12. 典型应用案例

1. 量子计算机：

• 某型超导量子比特磁通噪声屏蔽

• 要求μi波动≤0.1%（4K低温环境）

2. 深海探测：

• 全海深磁力仪核心材料

• 耐压100MPa（等同10000米水深）

3. 太空探测：

• 火星车磁强计校准基准

• -120℃~+150℃宽温域稳定性

13. 特殊供货形式

• 超薄带材：

• 厚度：0.005-0.01mm（5-10μm）

• 宽度：0.1-1mm（激光切割）

• 三维打印材料：

• 气雾化球形粉末（粒径15-45μm）

• 相对密度≥99.5%

14. 质量控制体系

1. 全流程追溯：

• 原料镍锭批次溯源

• 每熔次保留样品（保存期≥20年）

2. 特殊检测项目：

• 磁畴结构观测（磁力显微镜）

• 纳米级夹杂物分析（TEM）

15. 市场定位

• 价格区间：800-1200元/g（高规格产品）

• 交货周期：6-12个月（定制产品）

• 主要用户：

• 国家级重点实验室

• 国防军工科研单位

• 半导体设备龙头企业