Magnetische Abschirmungen werden aus Mu-metal®, Ferrosilizium-Legierungen, reinem Eisen und anderen Materialien hergestellt. Diese Elemente werden nach Kundenspezifikationen und -anforderungen lasergeschnitten und anschließend wärmebehandelt, um die erforderlichen magnetischen Eigenschaften zu erhalten.
Zum Angebot gehören auch Mu-metal®-Abschirmungen in Form von tiefgezogenen Büchsen: runden, quadratischen und rechteckigen. Sie sind in verschiedenen Höhen und mit unterschiedlichen Abdeckungen erhältlich, sowohl außen als auch innen angepasst. Alle Abschirmungen können an individuelle Kundenanforderungen angepasst werden. Dicken, in denen sie hergestellt werden können, betragen von 0,10 mm bis 5,00 mm.
Mu-metal® ist der Handelsname einer Legierung mit 80% Nickel, 4,5% Molybdän und Eisen. Andere verwendete Namen sind Permalloy, Hy Mu80, Magnifier 7904. Diese Legierungen weisen eine sehr hohe magnetische Permeabilität auf, was auch einen höchstmöglichen Dämpfungsfaktor bedeutet.
Aktuell ist kein Material bekannt, das die Wirkung des Magnetfelds vollständig blockieren würde, ohne es anzuziehen. Der Magnetschirm lenkt das Magnetfeld in den Bereich um sich herum um, so dass das Material, aus dem die Abschirmung besteht, eine hohe Permeabilität aufweisen muss, d.h. die Fähigkeit, Magnetfeldlinien anzuziehen.
Die gängigsten Legierungen sind Mu-metal®, Supra 50 und Supra 36, die nach der Magnetfeldstärke ausgewählt werden. Ist die Magnetfeldstärke eines Materials zu hoch, wird das Material gesättigt und damit unwirksam. Um dies zu verhindern, werden mehrlagige Schirme verwendet, die eine Kombination der oben genannten Legierungen sind. Diese Legierungen sollten einen geringen Grad an magnetischer Induktion aufweisen, um sie vor permanenter Magnetisierung zu schützen.
Die Hochfrequenzabschirmung findet bei Feldern mit einer hohen Frequenz über 100 kHz statt und die verwendeten Materialien sind Kupfer, Aluminium und metallisierte Kunststoffe. Diese Materialien werden zur Abschirmung von Funkfrequenzen verwendet, da sie leitfähig sind und eine geringe Permeabilität aufweisen. Die magnetische Abschirmung liegt im Bereich von 30 bis 300 Hz AC.
Gleichstrom (DC) ist gekennzeichnet durch konstante Stromstärke und Strömungsrichtung, wie beispielsweise Feld der Erde oder Feld, das von Magneten und einigen Motoren erzeugt wird. Wechselstrom (AC) bezeichnet einen Strom, dessen Momentanwerte sich mit einer bestimmten Frequenz wiederholbar ändern. Solche Felder werden in der Regel von elektrischen Geräten im Bereich von 50–60 Hz erzeugt. Die magnetische Abschirmung ist für beide Stromarten wirksam.
Am effektivsten sind kugelförmige Schirme, aber die Form ist schwierig herzustellen und in den meisten Anwendungen weitgehend unpraktisch. An der zweiten Stelle befindet sich die Zylinderform, die aufgrund ihrer Konstruktion durch einen erhöhten Dämpfungswert gekennzeichnet ist. Dann kommt die Form eines Würfels, dessen Ecken einen großen Biegeradius aufweisen, wodurch die Konzentration des Stroms minimiert wird. Wenn möglich, bitte keine flache Tafel verwenden.
Dies ist die Fähigkeit eines Materials, den magnetischen Fluss zu absorbieren; das Verhältnis von Stromdichte zu Feldkräften. Je höher die Permeabilität, desto besser ist die Dämpfungseffizienz des Magnetschirms.
Die Felddämpfung, der Abschirmfaktor (S), ist das Verhältnis der Magnetfeldstärke außerhalb der magnetischen Abschirmung (Ha) und des resultierenden Feldes innerhalb der Abschirmung, d.h. Ha/Hi (ohne Einheiten) oder S=20 x log (Ha/Hi) (Db). Je nach der Permeabilität des Materials, der Form und Größe der Abschirmung verwendet man zur Berechnung der Felddämpfung unterschiedliche Formeln; in den meisten Fällen sind sie ähnlich und werden bei Gleichstromfeldern verwendet .
Formel für eine verschlossene Büchse:
S = 4/3 x (Mu x d/D)
Mu – Permeabilität (Relativwert)
d – Dicke des Materials
D – Durchmesser der Abdeckung
Formel für einen leeren Zylinder in einem transversalen Magnetfeld
S = Mu x d/D
Formel für eine würfelförmige Box:
S = 4/5 x (Mu x d/a)
a – Seitenlänge
Bei mehrlagigen Abschirmungen mit Lufträumen durch isolierende Zwischenlage werden die Eigenschaften der einzelnen Lagen vervielfacht, was zu hervorragenden Schutzeigenschaften führt.
Formuła dla osłony dwuwarstwowej:
S = S1 x (S2 x (2 x Änderung des Durchmessers/Durchmesser))
Mu-metal® ist dem Edelstahl ähnlich, so dass die externe Vergasung minimal ist.
Niedrige Temperaturen beeinflussen Mu-metal®, d.h. die Sättigungsinduktion bleibt gleich, aber die Permeabilität nimmt ab. Bei kryogenen Temperaturen sollte ein spezielles kryogenes Mu-metal® eingesetzt werden.
Nach der plastischen Verformung ist eine Wärmebehandlung erforderlich, um die kristalline Struktur und Körnigkeit zu verbessern. Ohne diese Stufe wären die magnetischen Eigenschaften und die Dämpfung deutlich reduziert.
Ja. Wenn der Schirm angeschlagen wird oder wenn Bedenken hinsichtlich der Schutzeigenschaften des Schirms bestehen.
Ja. Es muss nach dem Schweißen wärmebehandelt werden.
Mu-metal® hat eine sehr hohe Permeabilität, aber einen relativ geringen Sättigungsgrad. Supra 50 weist hingegen eine geringere Permeabilität, aber einen höheren Sättigungsgrad auf. Supra 50 wird näher an der Quelle des starken Feldes platziert, um Mu-metal® vor Sättigung zu schützen.