Ο μαγνητισμός γύρω μας - Ιδιότητες

Όλα τα κράματα Αlnico είναι σκληρά και εύθραυστα, πολύ εύθραυστα για να υποστούν ψυχρές επεξεργασίες. (Ο θερμός χειρισμός είναι δυνατός αλλά δεν αξιοποιείται εμπορικά.) Συνεπώς, όλη η παραγωγή γίνεται με χύτευση του υγρού κράματος ή με συμπίεση και πυροσυσσωμάτωση μεταλλικών σκονών. Τα χυτά κράματα έχουν χονδροειδείς κόκκους, διαμέτρου 1 mm. Τα πυροσυσσωματωμένα κράματα έχουν λεπτότερη υφή και ισχυρότερη μηχανική αντοχή, με καλύτερα όρια επιφάνειας αλλά με κάπως κατώτερες μαγνητικές ιδιότητες. Οι εφαρμογές τους συνήθως περιορίζονται σε μικρούς μαγνήτες με κυλινδρική συμμετρία, για τους οποίους η λειτουργία συμπίεσης είναι κατάλληλη. Η επιφανειακή λείανση είναι η μόνη επεξεργασία φινιρίσματος που είναι δυνατή σε κάθε τύπο Alnico.
Οι χυτoί ή πυροσυσσωματωμένοι μαγνήτες Alnico, στο πρώτο στάδιο κατασκευής τους, εμφανίζουν χαμηλές μαγνητικές επιδόσεις. Μια ειδική θερμική επεξεργασία τριών σταδίων είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση των χαρακτηριστικών τους:
1.    Θέρμανση ως τους 1250^oC για χρονικό διάστημα αρκετό ώστε να σχηματιστεί ένα ομογενές στερεό διάλυμα.
2.    Ψύξη με ρυθμό της τάξης των 18^οC/sec στους 500^oC ή χαμηλότερα.
3.    Αναθέρμανση στους 600^oC για μερικές ώρες.
Τα περισσότερα κράματα Αlnico ψύχονται (βήμα 2) σε μαγνητικό πεδίο 1 kOe ή περισσότερο, ή διατηρούνται σε μαγνητικό πεδίο για 10-20 λεπτά σε θερμοκρασία του εύρους αυτού. Η επεξεργασία με το πεδίο αυξάνει την παραμένουσα μαγνήτιση που μετράται στην κατεύθυνση του εφαρμοσμένου πεδίου και μπορεί να αυξήσει ελαφρώς το συνεκτικό πεδίο. Το τελικό στάδιο της αναθέρμανσης (βήμα 3) γίνεται απουσία πεδίου.
Τα κράματα Alnico επιτυγχάνουν τις μόνιμες μαγνητικές τους ιδιότητες με την καταβύθιση μιας σιδηρομαγνητικής φάσης σε μια ασθενώς μαγνητική μήτρα. Και οι δύο φάσεις είναι κυβικές (bcc), και ο διαχωρισμός φάσης συμβαίνει με την αποδόμηση (spinodal decomposition), η οποία οδηγεί σε μια πολύ κανονική διάταξη σιδηρομαγνητικών ράβδων διαμέτρου περίπου 300Å στη διεύθυνση <100>.
Η εφαρμογή ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καταβύθισης ευνοεί το σχηματισμό ράβδων κατά προτίμηση κατά μήκος της κατεύθυνσης [100] σχεδόν παράλληλα με το πεδίο, παρά εξίσου κατά μήκος και των τριών πιθανών <100> κατευθύνσεων. Το σχήμα δείχνει τον αξιοσημείωτο βαθμό ευθυγράμμισης και ομοιομορφίας που μπορεί να επιτευχθεί σε ένα μονοκρύσταλλο.

Πηγή κειμένου: Introduction to Magnetic Materials (2nd Edition),  B. D. Cullity, C. D. Graham, Wiley-IEEE Press, 2008.

Mαγνητικές και ηλεκτρικές ιδιότητες του κράματος σιδήρου-πυριτίου ως συνάρτηση της περιεκτικότητας σε πυρίτιο.

Στην παραγωγή και μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας η μεγαλύτερη ζήτηση είναι για πυρήνες μετασχηματιστών. Σε αυτή την περιοχή το κράμα σιδήρου-πυριτίου χρησιμοποιείται αποκλειστικά. Είναι γνωστό επίσης και ως «ηλεκτρικός χάλυβας» ή χάλυβας πυριτίου, παραπλανητικοί όροι, δεδομένου ότι αυτά τα υλικά δεν είναι πραγματικοί χάλυβες.
Στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας η ηλεκτρική τάση είναι σχεδόν πάντα χαμηλής συχνότητας AC στα 50 ή 60 Hz. Αυτό οδηγεί σε εναλλασσόμενη ροή στους πυρήνες των ηλεκτρομαγνητικών συσκευών και, κατά συνέπεια, στην παραγωγή «ρευμάτων Eddy» εάν το υλικό είναι ηλεκτρικός αγωγός. Τα ρεύματα Eddy μειώνουν την απόδοση των μετασχηματιστών επειδή μέρος της ενέργειας χάνεται μέσω της διάχυσης του ρεύματος.
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους οι ιδιότητες του καθαρού σιδήρου μπορούν να βελτιωθούν προκειμένου να γίνει καταλληλότερος για πυρήνες μετασχηματιστών σε χαμηλές συχνότητες. Πρώτον, η αντίσταση μπορεί να αυξηθεί έτσι ώστε οι απώλειες ρεύματος να γίνουν λιγότερες. Αυτό επιτυγχάνεται με την κράματοποίηση του σιδήρου με πυρίτιο. Ο σίδηρος που περιέχει 3% πυρίτιο εμφανίζει τέσσερις φορές μεγαλύτερη αντίσταση από εκείνη του καθαρού σιδήρου. Με την πάροδο των ετών σημειώθηκαν σημαντικές βελτιώσεις στις απώλειες ρεύματος σιδήρου πυριτίου.
Το πυρίτιο φυσικά είναι ένα πολύ φθηνό υλικό που είναι ένα σημαντικό ζήτημα όταν χρειάζεται τόσος πολύς σίδηρος στους μετασχηματιστές. Έχει δύο βασικά θετικά αποτελέσματα στις ιδιότητες του κράματος. Η αγωγιμότητα μειώνεται καθώς προστίθεται πυρίτιο και μειώνεται η μαγνητοσυστολή. Για AC εφαρμογές αυτή η μείωση της μαγνητοσυστολής είναι ένα επιπλέον πλεονέκτημα, καθώς οι κυκλικές καταπονήσεις που προκύπτουν από μαγνητοσυστολικές τάσεις στελέχη στα 50 ή 60 Hz παράγουν ακουστικό θόρυβο.
Ως εκ τούτου, οποιαδήποτε μείωση της μαγνητοσυστολής είναι επιθυμητή, ιδιαίτερα εάν προκύπτει ως αποτέλεσμα της τροποποίησης του υλικού σύμφωνα με τις υπόλοιπες επιταγές. Ένα τρίτο όφελος που προκαλείται από την προσθήκη πυριτίου είναι ότι μειώνει την ανισοτροπία του κράματος οδηγώντας σε αύξηση της διαπερατότητας του μη προσανατολισμένου πυριτίου-σιδήρου.
Θετική επίδραση έχει επίσης η φυλλόμορφη διαμόρφωση των πυρήνων με τέτοιο τρόπο που τα φύλλα να έχουν την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Αυτό δεν παρεμβαίνει στη διαδρομή μαγνητικής ροής, αλλά μειώνει τις απώλειες ρευμάτων Εddy, περιορίζοντας τα χωρικά σε ένα στενό στρώμα υλικού. Επιπλέον, η επικάλυψη των φύλλων με μονωτικό υλικό βελτιώνει επίσης τις απώλειες ρευμάτων Εddy αποτρέποντας τη διέλευση του ρεύματος από το ένα στρώμα στο άλλο. Το πάχος των φύλλων, για βέλτιστη απόδοση είναι 0.3-0.7 mm.
 

Πηγή κειμένου: Introduction to Magnetism and Magnetic Materials (1nd edition), David Jiles, Chapman & Hall/CRC, 1991.

Το κοβάλτιο είναι το μόνο στοιχείο κράματος που αυξάνει σημαντικά τη θερμοκρασία Curie και τη μαγνήτιση κόρου του σιδήρου. Τα κράματα με περιεκτικότητες Co από 30% έως 50% Co όλα έχουν μαγνήτιση κορεσμού θερμοκρασίας δωματίου περίπου 10% υψηλότερη από τον σίδηρο και θερμοκρασίες Curie που περιορίζονται από ένα bcc σε fcc μετασχηματισμό φάσης σε θερμοκρασία λίγο κάτω από 1000oC. Το κράμα 50%-50%, που εμφανίζεται με διάφορα ονόματα, έχει χαμηλή ανισοτροπία και σχετικά υψηλή διαπερατότητα, αλλά αναπτύσσει γρήγορα διατάξεις μεγάλης κλίμακας που το καθιστούν εύθραυστο. Η προσθήκη 2% V επιβραδύνει την διάταξη και επιτρέπει την έλαση του προκύπτοντος κράματος σε μορφή φύλλου μετά από ταχεία ψύξη πάνω από τη θερμοκρασία διάταξης. Τα κράματα χαμηλότερης περιεκτικότητας σε κοβάλτιο έχουν λιγότερο επιθυμητές μαλακές μαγνητικές ιδιότητες, αλλά και χαμηλότερο κόστος. Τα κράματα Fe-Co χρησιμοποιούνται όπου η υψηλότερη μαγνήτιση κόρου ή/και ένα υψηλό σημείο Curie είναι σημαντικά χαρακτηριστικά: στους πόλους του ηλεκτρομαγνήτη, στους φακούς εστίασης ακτίνων για τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια, και στους στους κινητήρες αεροσκαφών, στις γεννήτριες, και στους μετασχηματιστές που λειτουργούν συνήθως σε 400 Hz.
Η μέγιστη μαγνήτιση κόρου σε θερμοκρασία δωματίου των δυαδικών κραμάτων κοβαλτίου-σιδήρου εμφανίζεται σε σύσταση που περιέχει 35% Co. Λόγω του υψηλού πεδίου H που απαιτείται για την επίτευξη μαγνητικού κόρου (1.7 T=17.000 Gauss), ο μαγνητικός κόρος περιγράφεται από την αυθόρμητη κατάσταση ή B-H αντί της συνηθισμένης τιμής του B. Αυτή η σύνθεση αντιστοιχεί στο Fe2Co που βρέθηκε στις πρώτες μελέτες. Με περαιτέρω βελτιώσεις, ο Williams (1915) κατάφερε να προσεγγίσει την τιμή των 2.58 Τ=25.800 Gauss.
 

Πηγή κειμένου: Article src: Introduction to Magnetic Materials (2nd Edition),  B. D. Cullity, C. D. Graham, Wiley-IEEE Press, 2008.

Πηγή κειμένου: Handbook of modern ferromagnetic materials, A. Goldman, B.S., Springer Science+Business Media New York, Ferrite Technology Worldwide, (1st edition), 1999.

Τα κύρια μειονεκτήματα της οικογένειας FeNdB είναι η σχετικά χαμηλή θερμοκρασία Curie, κοντά στους 300^oC, πράγμα που σημαίνει αρκετά ισχυρή εξάρτηση από τη θερμοκρασία των μαγνητικών ιδιοτήτων σε θερμοκρασία δωματίου και ευαισθησία σε σοβαρή διάβρωση σε υγρές ατμόσφαιρες. Το πρόβλημα διάβρωσης ξεπερνιέται σε μεγάλο βαθμό με διάφορες μεταλλικές και μη μεταλλικές επικαλύψεις. Οι ιδιότητες τριών χαρακτηριστικών μόνιμων μαγνητών σπανίων γαιών εμφανίζονται στο σχήμα.
Οι μαγνήτες σήμερα (εκτός από το Alnico) μπορούν να κατασκευαστούν και να χρησιμοποιηθούν με τη μορφή δίσκων ή πλακών μαγνητισμένων κατά το πλάτος, επειδή το συνεκτικό πεδίο είναι αρκετά μεγάλο για να αντισταθεί στα μεγάλα πεδία απομαγνήτισης που σχετίζονται με τέτοια σχήματα. Οι μαγνήτες Alnico πρέπει να μαγνητιστούν κατά μήκος της μακράς διάστασής τους, έτσι ώστε το πεδίο απομαγνήτισης τους να είναι σχετικά μικρό. Αναφέρεται με άλλο τρόπο, ο συντελεστής διαπερατότητας B_m/H_m στο μέγιστo ενεργειακό γινόμενο (BH)max είναι περίπου 1 για μαγνήτες φερρίτη βάριου ή σπανίων γαιών, σε σύγκριση με περίπου 20 για το AlΝiCo₅ (To Alnico₅, που αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια του 2^ου Παγκοσμίου Πολέμου, οδήγησε σε μια νέα γενιά συμπαγών κινητήρων με μόνιμους μαγνήτες και ηχείων). Οι μαγνήτες σπανίων γαιών εμφανίζουν πολύ ανώτερα χαρακτηριστικά από το Alnico ή τους φερρίτες, και θα τους είχαν αντικαταστήσει εξ ολοκλήρου αν το κόστος τους δεν ήταν τόσο υψηλό.
Μια σημαντική μεταβλητή που δεν φαίνεται από την καμπύλη απομαγνήτισης είναι η θερμοκρασία Curie, η οποία καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη θερμοκρασιακή εξάρτηση των μαγνητικών ιδιοτήτων στην περιοχή της θερμοκρασίας δωματίου. Το Alnico έχει την υψηλότερη θερμοκρασία Curie, και ως εκ τούτου τον χαμηλότερο συντελεστή θερμοκρασίας του B_r.
 

Πηγή κειμένου: Introduction to Magnetic Materials (2nd Edition),  B. D. Cullity, C. D. Graham, Wiley-IEEE Press, 2008.

Τα permalloys μπορούν να βελτιωθούν, σε ορισμένες περιπτώσεις δραματικά, από μακρά επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας (1000 oC) σε ατμόσφαιρα υδρογόνου για να απομακρυνθούν προσμείξεις όπως C και S. Αυτή είναι μια δαπανηρή διαδικασία, που σπάνια χρησιμοποιείται σε εμπορικά υλικά. Η ηλεκτρική αντίσταση μπορεί να αυξηθεί, και η θερμική επεξεργασία καθίσταται λιγότερο κρίσιμη, από μικρές προσθήκες των μη μαγνητικών στοιχείων, συνήθως Mo, Cu, ή/και Cr.
Τα κράματα permalloy 50% σε Ni έχουν υψηλότερη μαγνήτιση κόρου, ενώ εκείνα με 78% έχουν υψηλότερη διαπερατότητα και χαμηλότερο συνεκτικό πεδίο. Παρόμοια αλλά όχι πανομοιότυπα υλικά και των δύο κατηγοριών υπάρχουν με διάφορες εμπορικές ονομασίες. Καθώς οι οπτικές ίνες έχουν αντικαταστήσει τον χαλκό στην τηλεφωνία μεγάλων αποστάσεων, η παραγωγή permalloy, καθώς και ο αριθμός των κατασκευαστών, έχει μειωθεί. Ωστόσο, παραμένει ένας μεγάλος αριθμός χρήσεων, συμπεριλαμβανομένων διακοπτών βλάβης εδάφους (που προστατεύουν τους ανθρώπους από ηλεκτροπληξία) και μαγνητικής θωράκισης.
Η κυβική δομή είναι αρκετά εύκολο να παραχθεί σε κράματα permalloy 50% με πρωτογενή επανακρυστάλλωση μετά από έντονη ψυχρή ελασματοποίηση. Έτσι επιτυγχάνεται ένας τετραγωνικός βρόχος υστέρησης και τέτοια υλικά παράγονται με διάφορες εμπορικές ονομασίες.
Μια σταθερή τιμή διαπερατότητας σε κάποιο φάσμα εφαρμοσμένου πεδίου είναι μια απαίτηση σε ορισμένες εξειδικευμένες εφαρμογές. Ένα κράμα που ονομάζεται Isoperm αναπτύχθηκε στη Γερμανία κάνοντας ένα κράμα 50% Fe-50% Ni με κυβική δομή και στη συνέχεια με ψυχρή ελασματοποίηση οδηγώντας το σε μια μείωση του πάχους κατά 50%. Κατά μήκος της κατεύθυνσης κύλισης άξονα η διαπερατότητα είναι χαμηλή (100 ή μικρότερη) και σταθερή. Μια σειρά από τριαδικά κράματα Ni-Fe-Co, εκ των οποίων το πρωτότυπο ήταν 25% Co, 45% Ni, 30% Fe, αναπτύσσουν σχετικά ισχυρή ανισοτροπία όταν υπόκεινται σε ανόπτηση σε μαγνητικό πεδίο. Όταν αυτά τα κράματα ανοπτύονται σε κατάσταση απομαγνήτισης, τα τοιχώματα των μαγνητικών περιοχών εμφανίζουν ισχυρή αγκύρωση. Στο εύρος των τιμών H και M όπου η κίνηση των τοιχωμάτων είναι αναστρέψιμη, η διαπερατότητα είναι σχεδόν σταθερή και λογικά υψηλή, πλησιάζοντας την τιμή των 1000. Αυτά τα κράματα ονομάζονται Perminvars, για την αμετάβλητη διαπερατότητα.
 

Πηγή κειμένου: Article src: Introduction to Magnetic Materials (2nd Edition),  B. D. Cullity, C. D. Graham, Wiley-IEEE Press, 2008.

Οι μαγνήτες SmCo₅  έχουν μια ασυνήθιστη και χρήσιμη ιδιότητα: μπορούν να μαγνητιστούν αρχικά από ένα πεδίο πολύ μικρότερο από το αυθόρμητο συνεκτικό τους πεδίο H_ci. Αυτή η συμπεριφορά απεικονίζεται στο Σχήμα. Στους μόνιμους μαγνήτες, το πεδίο που απαιτείται για να μαγνητίσει επαρκώς το υλικό είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από το συνεκτικό πεδίο. Αυτό προφανώς δεν ισχύει για το SmCo₅. Αυτό το χαρακτηριστικό αποτελεί ένα σημαντικό πλεονέκτημα στη διαδικασία παραγωγής, καθώς η επίτευξη πεδίων αρκετές φορές μεγαλύτερων από το συνεκτικό πεδίο είναι μια δύσκολη και δαπανηρή διαδικασία.
Αυτό το φαινόμενο της εύκολης μαγνήτισης αλλά της δύσκολης απομαγνήτισης σημαίνει ότι οι μαγνητικοί κόκκοι όπως αναπτύχθηκαν περιέχουν τοιχώματα μαγνητικών περιοχών που κινούνται σχετικά εύκολα σε ένα εφαρμοσμένο πεδίο. Αυτό επιτρέπει στο μαγνήτη να προσεγγίσει τον κορεσμό με σχετικά χαμηλά πεδία. Μόλις οι κόκκοι είναι μαγνητικά κορεσμένοι και τα τοιχώματα περιοχής έχουν εκλείψει, η αναστροφή της μαγνήτισης απαιτεί την πυρηνοποίηση νέων ανάστροφων περιοχών και υπάρχει ένα ισχυρό εμπόδιο σε αυτή τη διαδικασία. Όταν επιτευχθεί το πεδίο πυρηνοποίησης, είναι αρκετά υψηλό για να οδηγήσει τα τοιχώματα των περιοχών εκτός των κόκκων οδηγώντας σε κορεσμό προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ένας μαγνήτης που συμπεριφέρεται με αυτόν τον τρόπο λέγεται ότι εμφανίζει συνεκτικό πεδίο ελεγχόμενο από την πυρηνοποίηση.
Οι μαγνήτες SmCo₅ ήταν οι πρώτοι που πέτυχαν ενεργειακό γινόμενο 160 kJ/m³) (20 MGOe) και συνεχίζουν να κατασκευάζονται και να χρησιμοποιούνται.
 

Πηγή κειμένου: Introduction to Magnetic Materials (2nd Edition),  B. D. Cullity, C. D. Graham, Wiley-IEEE Press, 2008.

Οι μαγνητικά μαλακοί φερρίτες εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στην εμπορική παραγωγή το 1948. Οι πολλές εφαρμογές τους θα εξεταστούν εν συντομία εδώ, καθώς και οι μέθοδοι παρασκευής τους και η επίδραση μεταβλητών όπως το πορώδες και το μέγεθος των κόκκων στις μαγνητικές τους ιδιότητες.
Οι μαλακοί φερρίτες έχουν κυβική κρυσταλλική δομή και τον γενικό τύπο MO.Fe2O3, όπου το M είναι ένα δισθενές μέταλλο όπως Mg, Mn ή Ni. Ο μη μαγνητικός Zn προστίθεται συχνά για να αυξήσει την Μs και όλοι οι εμπορικοί φερρίτες είναι μεκτοί (στερεά διαλύματα ενός φερρίτη σε ένα άλλο). Οι πυκνότητες των καθαρών φερριτών είναι λίγο πάνω από 5 g/cm3, οι θερμοκρασίες Curie κυμαίνονται από περίπου 300 έως 600 oC και οι Μs από περίπου 100 έως 500 kA/m (emu/cm3). Σχεδόν όλοι τους έχουν <111> άξονες εύκολης μαγνήτισης, χαμηλή μαγνητοκρυσταλλική ανισοτροπία και χαμηλή έως μέτρια μαγνητοσυστολή. 
Το μέγεθος κόκκων των εμπορικών φερριτών κυμαίνεται από περίπου 5 έως 40  mm, και όπως ισχύει για τα περισσότερα πυροσυσσωματωμένα προϊόντα, μεταλλικά ή μη, δεν έχουν τη μέγιστη δυνατή πυκνότητα. Η πραγματική πυκνότητα είναι η μάζα όλων των ατόμων στη μοναδιαία κυψελίδα διαιρούμενη διά του όγκου της μοναδιαίας κυψελίδας. Ο όγκος της κυψελίδας βρίσκεται με τη σειρά του από τις διαστάσεις της όπως  μετρώνται με περίθλαση ακτίνων Χ. Η πυκνότητα που καθορίζεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται μερικές φορές "πυκνότητα ακτίνων Χ". Το πορώδες στους φερρίτες μπορεί να κυμαίνεται από περίπου 1 έως 50% με ένα πιο τυπικό εύρος να είναι 5-25%. Το σχήμα δείχνει πώς μια αύξηση της θερμοκρασίας πυροσυσσωμάτωσης αυξάνει το μέγεθος των κόκκων και μειώνει το πορώδες. οι μαύρες περιοχές είναι οπές.
Η διαπερατότητα αυξάνεται καθώς οι κόκκοι μεγαλώνουν και καθώς μειώνεται το πορώδες. Το φαινόμενο μεγέθους κόκκων είναι το ισχυρότερο από τα δύο. Το πορώδες στα όρια των κόκκων έχει μικρότερη αρνητική επίδραση στη διαπερατότητα από το πορώδες μέσα στους κόκκους, επειδή το πορώδες των ορίων προκαλεί λιγότερα εμπόδια στην κίνηση των τοιχωμάτων μαγνητικών περιοχών.
 

Πηγή κειμένου: Introduction to Magnetic Materials (2nd Edition),  B. D. Cullity, C. D. Graham, Wiley-IEEE Press, 2008.

Ο καθαρός σίδηρος εμφανίζει διακυμάνσεις στη μέγιστη διαπερατότητα από 5.000 στο εμπορικό προϊόν μέχρι 350.000 σε εργαστηριακά υλικά. Η χαμηλότερη τιμή συνεκτικού πεδίου είναι περίπου 0.8 A/m (0.01 Oe). Οι μαγνητικές ιδιότητες επηρεάζονται έντονα από τη θερμική επεξεργασία και συγκεκριμένα από τη θερμοκρασία, το χρόνο και το ρυθμό ψύξης ειδικά στην περιοχή 800- 900 °C. όπως θα δούμε αργότερα. Προσμείξεις όπως ο άνθρακας μπορούν να επηρεάσουν τη γήρανση του υλικού. Το συνεκτικό πεδίο και η απώλεια υστέρησης ορισμένων δειγμάτων μπορεί να αυξηθούν 100% ή περισσότερο μετά την παραμονή στους 100 °C, για 200 ώρες και εμφανίσουν αξιοσημείωτη μεταβολή ακόμη και στους 25 °C. Το φαινόμενο αυτό προκαλείται από καταβύθιση C ή N όταν υπερβαίνεται η διαλυτότητα τους. Οι διαλυτότητες ορισμένων προσμείξεων στον σίδηρο επηρεάζονται από την παρουσία άλλων. Το μαγγάνιο μειώνει τη διαλυτότητα του θείου και ο άνθρακας μειώνει τη διαλυτότητα του πυριτίου. Άλλα στοιχεία όπως το Ti και το V αντισταθμίζουν τα φαινόμενα γήρανσης.
Η ανόπτηση σε ατμόσφαιρα υδρογόνου (Cioffi 1932,1934, 1937) οδήγησε σε μέγιστη διαπερατότητα 250.000 μετά από μια χρονοβόρα ανόπτηση υδρογόνου περνώντας από το α-γ μετασχηματισμό μετά από αρκετές ώρες. Ενώ επιθυμητά D.C. χαρακτηριστικά μπορούν να επιτευχθούν σε καθαρό σίδηρο, η δραστική θερμική επεξεργασία που απαιτείται είναι πολύ ακριβή για να εφαρμοστεί σε εμπορική κλίμακα.
 

Πηγή κειμένου: Handbook of modern ferromagnetic materials, A. Goldman, B.S., Springer Science+Business Media New York, Ferrite Technology Worldwide, (1st edition), 1999.