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Mu-metal

Mu-metal es una aleación de níquel-hierro (aproximadamente 75% de níquel, 15% de hierro, además de cobre y molibdeno) que tiene una permeabilidad magnética muy alta. La alta permeabilidad hace al mu-metal muy eficaz en la detección de campos magnéticos estáticos o de baja frecuencia, que no puede ser atenuada por otros métodos. El nombre procede de la letra griega mu (μ), que representa la permeabilidad. Diferentes variantes de la aleación se venden bajo nombres comerciales tales como Mumetal, MuMetal y MuShield; este artículo cubrirá sus características comunes.

Una caja construida con mu-metal de cinco-capas reduce el campo magnético de la Tierra aproximadamente 5000 veces

Mu-metal puede tener permeabilidades relativas de 80.000-100.000 en comparación con los valores de 10.000-20.000 de los aceros no aleados. Además tiene baja coercitividad y magnetostricción lo que da como resultado que la pérdida por histéresis sean bajas. Sus propiedades magnéticas son similares a otras aleaciones de alta permeabilidad como Permalloy, pero es más dúctil y manejable.[1]

Los objetos de mu-metal requieren un tratamiento térmico después de que adoptan su forma definitiva. Este recocido en un campo magnético en atmósfera de hidrógeno, al parecer aumenta la permeabilidad magnética alrededor de 40 veces. El recocido altera la estructura cristalina del material, alineando los granos y eliminando algunas impurezas, especialmente de carbono, que impiden el movimiento libre de los límites de los dominios magnéticos. La flexión o la aplicación de golpes después del recocido puede alterar la alineación de granos del material, dando lugar a una disminución de la permeabilidad de las zonas afectadas, que puede ser restaurada mediante la repetición de la etapa del recocido en atmósfera de hidrógeno.

La protección magnética

La alta permeabilidad del mu-metal proporciona una ruta de baja resistencia para el flujo magnético, lo que lleva a su uso principal, en escudos magnéticos contra campos magnéticos estáticos o que varían lentamente. La protección magnética realizada con aleaciones de alta permeabilidad como las piezas de mu-metal y no mediante el bloqueo de los campos magnéticos, sino por derivación de ellos, establece una ruta para las líneas de campo magnético alrededor de la zona blindada. Así que la mejor forma para los escudos es la de un recipiente cerrado que rodea el espacio protegido. La eficacia de las protección con mu-metal disminuye con la permeabilidad de la aleación, que deja pasar tanto a los campos de intensidad baja como, debido a la saturación, a los campos de intensidad alta. Así los escudos de mu-metal están a menudo en forma de varios recintos, unos en el interior del otro, cada uno de los cuales reduce sucesivamente el campo en su interior. Los campos magnéticos de RF (radiofrecuencia) por encima de unos 100 kHz pueden estar protegidos por escudos de Faraday, chapas conductoras o pantallas ordinario que se utilizan para protección contra los campos eléctricos.[2]

Historia

Mu-metal fue desarrollado por los científicos Willoughby S. Smith y Garnett y patentado en 1923 para carga inductiva de cables telegráficos submarinos por The Telegraph Construction and Maintenance Co. Ltd. (now Telcon Metals Ltd.), una empresa británica que construyó los cables submarinos del telégrafo a través del Atlántico.[3][4]​ El agua del mar que rodea a un conductor de cable submarino agregaba una gran cantidad de capacitancia al cable, lo que limitaba el ancho de banda y desaceleraba la velocidad de la señal de 10 a 12 palabras por minuto. El ancho de banda podría aumentarse mediante la adición de inductancia para compensar. Esto se hizo por primera vez envolviendo los conductores con una envoltura helicoidal de cinta de metal o alambre de alta permeabilidad magnética, que limitaba el campo magnético. Mu-metal fue inventado añadiendo cobre a la anterior aleación de alta permeabilidad (Permalloy) para mejorar la ductilidad. 50 millas de alambre fino de mu-metal se necesitaban por cada milla de cable, lo que generó una gran demanda de la aleación. Durante el primer año de producción, Telcon era capaz de producir 30 toneladas por semana. En la década de 1930 este uso del mu-metal decayó, pero debido a la Segunda Guerra Mundial se encontraron otros muchos usos en la industria electrónica (en particular, el blindaje de transformadores, y tubos de rayos cátodicos), así como para las espoletas en el interior de las minas navales magnéticas.

Usos y propiedades

Mu-metal se usa para proteger equipos de los campos magnéticos. Por ejemplo:

  • Transformadores de energía eléctrica, que se construyen con carcasa de mu-metal para evitar que afecten a circuitos cercanos.
  • Discos duros, que tienen soportes de mu-metal para los imanes que se encuentran en la unidad para así mantener el campo magnético fuera del disco.
  • Tubos de rayos catódicos utilizados en los osciloscopios analógicos.
  • Cartuchos de fonógrafo magnético, que tienen una carcasa de mu-metal para reducir la interferencia cuando se reproduce el LP
  • Equipos de resonancia magnética de imágenes.
  • Los magnetómetros utilizados en magnetoencefalografía y magnetocardiografía.
  • Tubos fotomultiplicadores.
  • Cámaras de vacío para los experimentos con electrones de baja energía, por ejemplo, la espectroscopia de fotoelectrones.
  • Circuitos superconductores y especialmente circuitos por uniones de Josephson.
  • Núcleos de las piezas polares de las cabezas grabadoras y reproductoras de magnetófono, así como sus blindajes; los primeros por su alta permeabilidad y linealidad de transducción y los segundos por la protección que aportan, en especial en las cabezas reproductoras, contra la captación de campos magnéticos externos.

Otros materiales con propiedades magnéticas incluyen Supermalloy, Nilomag, supermumetal, Sanbold, permalloy al molibdeno, Sendust, M-1040, Hipernom y HyMu-80, Revodur y Vacodur (estas son marcas registradas de la compañía suiza Studer-Revox).

Referencias

  1. Jiles, David (1998). Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. CRC Press. p. 354. ISBN 0412798603. 
  2. «Magnetic Fields and Shields». FAQ. Magnetic Shield Corp. Consultado el 14 de diciembre de 2008. 
  3. Green, Allen (2004). «150 Years Of Industry & Enterprise At Enderby's Wharf». History of the Atlantic Cable and Undersea Communications. FTL Design. Consultado el 14 de diciembre de 2008. 
  4. Sowter, G.A.V. (octubre de 1987). «Soft Magnetic Materials for Audio Transformers: History, Production, and Applications». J. Audio Eng. Soc. 35 (10): 764–765. Consultado el 15 de diciembre de 2008. 
  •   Datos: Q307036
  •   Multimedia: Mu-metal

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Mu metal es una aleacion de niquel hierro aproximadamente 75 de niquel 15 de hierro ademas de cobre y molibdeno que tiene una permeabilidad magnetica muy alta La alta permeabilidad hace al mu metal muy eficaz en la deteccion de campos magneticos estaticos o de baja frecuencia que no puede ser atenuada por otros metodos El nombre procede de la letra griega mu m que representa la permeabilidad Diferentes variantes de la aleacion se venden bajo nombres comerciales tales como Mumetal MuMetal y MuShield este articulo cubrira sus caracteristicas comunes Una caja construida con mu metal de cinco capas reduce el campo magnetico de la Tierra aproximadamente 5000 veces Mu metal puede tener permeabilidades relativas de 80 000 100 000 en comparacion con los valores de 10 000 20 000 de los aceros no aleados Ademas tiene baja coercitividad y magnetostriccion lo que da como resultado que la perdida por histeresis sean bajas Sus propiedades magneticas son similares a otras aleaciones de alta permeabilidad como Permalloy pero es mas ductil y manejable 1 Los objetos de mu metal requieren un tratamiento termico despues de que adoptan su forma definitiva Este recocido en un campo magnetico en atmosfera de hidrogeno al parecer aumenta la permeabilidad magnetica alrededor de 40 veces El recocido altera la estructura cristalina del material alineando los granos y eliminando algunas impurezas especialmente de carbono que impiden el movimiento libre de los limites de los dominios magneticos La flexion o la aplicacion de golpes despues del recocido puede alterar la alineacion de granos del material dando lugar a una disminucion de la permeabilidad de las zonas afectadas que puede ser restaurada mediante la repeticion de la etapa del recocido en atmosfera de hidrogeno Indice 1 La proteccion magnetica 2 Historia 3 Usos y propiedades 4 ReferenciasLa proteccion magnetica EditarLa alta permeabilidad del mu metal proporciona una ruta de baja resistencia para el flujo magnetico lo que lleva a su uso principal en escudos magneticos contra campos magneticos estaticos o que varian lentamente La proteccion magnetica realizada con aleaciones de alta permeabilidad como las piezas de mu metal y no mediante el bloqueo de los campos magneticos sino por derivacion de ellos establece una ruta para las lineas de campo magnetico alrededor de la zona blindada Asi que la mejor forma para los escudos es la de un recipiente cerrado que rodea el espacio protegido La eficacia de las proteccion con mu metal disminuye con la permeabilidad de la aleacion que deja pasar tanto a los campos de intensidad baja como debido a la saturacion a los campos de intensidad alta Asi los escudos de mu metal estan a menudo en forma de varios recintos unos en el interior del otro cada uno de los cuales reduce sucesivamente el campo en su interior Los campos magneticos de RF radiofrecuencia por encima de unos 100 kHz pueden estar protegidos por escudos de Faraday chapas conductoras o pantallas ordinario que se utilizan para proteccion contra los campos electricos 2 Historia EditarMu metal fue desarrollado por los cientificos Willoughby S Smith y Garnett y patentado en 1923 para carga inductiva de cables telegraficos submarinos por The Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd now Telcon Metals Ltd una empresa britanica que construyo los cables submarinos del telegrafo a traves del Atlantico 3 4 El agua del mar que rodea a un conductor de cable submarino agregaba una gran cantidad de capacitancia al cable lo que limitaba el ancho de banda y desaceleraba la velocidad de la senal de 10 a 12 palabras por minuto El ancho de banda podria aumentarse mediante la adicion de inductancia para compensar Esto se hizo por primera vez envolviendo los conductores con una envoltura helicoidal de cinta de metal o alambre de alta permeabilidad magnetica que limitaba el campo magnetico Mu metal fue inventado anadiendo cobre a la anterior aleacion de alta permeabilidad Permalloy para mejorar la ductilidad 50 millas de alambre fino de mu metal se necesitaban por cada milla de cable lo que genero una gran demanda de la aleacion Durante el primer ano de produccion Telcon era capaz de producir 30 toneladas por semana En la decada de 1930 este uso del mu metal decayo pero debido a la Segunda Guerra Mundial se encontraron otros muchos usos en la industria electronica en particular el blindaje de transformadores y tubos de rayos catodicos asi como para las espoletas en el interior de las minas navales magneticas Usos y propiedades EditarMu metal se usa para proteger equipos de los campos magneticos Por ejemplo Transformadores de energia electrica que se construyen con carcasa de mu metal para evitar que afecten a circuitos cercanos Discos duros que tienen soportes de mu metal para los imanes que se encuentran en la unidad para asi mantener el campo magnetico fuera del disco Tubos de rayos catodicos utilizados en los osciloscopios analogicos Cartuchos de fonografo magnetico que tienen una carcasa de mu metal para reducir la interferencia cuando se reproduce el LP Equipos de resonancia magnetica de imagenes Los magnetometros utilizados en magnetoencefalografia y magnetocardiografia Tubos fotomultiplicadores Camaras de vacio para los experimentos con electrones de baja energia por ejemplo la espectroscopia de fotoelectrones Circuitos superconductores y especialmente circuitos por uniones de Josephson Nucleos de las piezas polares de las cabezas grabadoras y reproductoras de magnetofono asi como sus blindajes los primeros por su alta permeabilidad y linealidad de transduccion y los segundos por la proteccion que aportan en especial en las cabezas reproductoras contra la captacion de campos magneticos externos Otros materiales con propiedades magneticas incluyen Supermalloy Nilomag supermumetal Sanbold permalloy al molibdeno Sendust M 1040 Hipernom y HyMu 80 Revodur y Vacodur estas son marcas registradas de la compania suiza Studer Revox Referencias Editar Jiles David 1998 Introduction to Magnetism and Magnetic Materials CRC Press p 354 ISBN 0412798603 Magnetic Fields and Shields FAQ Magnetic Shield Corp Consultado el 14 de diciembre de 2008 Green Allen 2004 150 Years Of Industry amp Enterprise At Enderby s Wharf History of the Atlantic Cable and Undersea Communications FTL Design Consultado el 14 de diciembre de 2008 Sowter G A V octubre de 1987 Soft Magnetic Materials for Audio Transformers History Production and Applications J Audio Eng Soc 35 10 764 765 Consultado el 15 de diciembre de 2008 Datos Q307036 Multimedia Mu metal Obtenido de https es wikipedia org w index php title Mu metal amp oldid 140626510, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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