Co jsou feritové magnety?

Feritové magnety, také známé jako keramické magnety, jsou druhem trvalého magnetu vyrobeného z chemické složky obsahující keramické materiály a oxid železnatý. Jsou známé pro svoji dostupnost, odolnost a odolnost proti demagnetizaci, což je dělá oblíbenou volbou pro široké spektrum aplikací.

Seznam adresáře:

Skladba a výroba

Druhy feritových magnetů

Hlavní charakteristiky

Společné aplikace

Výhody a nevýhody feritových magnetů

Co je to feritový magnet?

Ferrit je nový typ nekovové magnetické látky vyvinutý v 40. letech. Jedná se o oxid kovu s ferrimagnetismem. V oblasti elektrických vlastností je rezistivita ferritu mnohem vyšší než u jednotlivých kovových nebo slitinových magnetických materiálů a má také vyšší dielektrické vlastnosti. Magnetické vlastnosti ferritu se projevují také vysokou magnetickou pronikavostí při vysokých frekvencích. Proto se ferrit stal široce používanou nekovenou magnetickou látkou v oblasti vysokofrekvenčního slabého proudu. Z důvodu nízké magnetické energie uložené v jednotkovém objemu ferritu je také nízká saturovaná magnetická indukce (Bs) (obvykle jen 1/3 až 1/5 čistého železa), což omezuje jeho použití v oblasti nízkofrekvenční silné elektřiny a vysoké výkonové aplikace, které vyžadují vyšší hustotu magnetické energie.

Skladba a výroba

Výrobní proces začíná přesným měřením a mícháním těchto surovin pro vytvoření homogenní směsi. Tato směs je poté jemně zemletá, aby se zajistila rovnoměrná velikost částic, což je klíčové pro konzistenci a kvalitu konečných magnetů.

Jemně zemletý prášek je pak tlačen do požadovaného tvaru pomocí vysokotlakých form. Tento tlačný proces tlačí prášek do tzv. "zeleného těla", termín, který se používá pro popis tvarovaného, ale nespuštěného magnetu.

Zelená těla jsou pak podrobená spalovacímu procesu, při němž jsou zahřívána na teploty mezi 1 000 a 1 300 stupni Celsia v kontrolované atmosféře.

Po sinterování jsou magnety ochlazeny a poté procházejí procesem magnetizace. V tomto kroku jsou magnetické domény uvnitř materiálu zarovnány vlivem silného magnetického pole, čímž získají trvalou magnetickost. Síla a orientace použitého magnetického pole jsou pečlivě řízeny, aby byly dosaženy konkrétní magnetické vlastnosti vyžadované pro konečný produkt.

Druhy feritových magnetů:

Tupe ferity: Naopak trvalé feritové magnety jsou vyrobeny z tupeho feritu, který má vysokou koercivitu a vysokou reliktovou indukci po magnetizaci. K výrobě tupeho feritu se používá oxid železnatý a draselnatý vápenek nebo draselnatý strontnat. Vysoká koercivita znamená, že materiál je velmi odolný proti demagnetizaci, což je klíčová vlastnost pro trvalý magnety. Mají také vysokou magnetickou pronikavost. Tyto tzv. keramické magnety jsou levné a široce se používají v domácích produktech, jako jsou magnety na lednici.

Měkké ferity: Ferity, které se používají v transformátorových nebo elektromagnetických jádrech, obsahují sloučeniny niklu, zinku a/nebo manganu. Měkké ferity nejsou vhodné pro výrobu trvalých magnetů. Mají vysokou magnetickou pronikavost, takže přenášejí magnetické pole a jsou přitahovány k magnetům, ale když je odebráno vnější magnetické pole, nedochází ke stálému zachování zbytkové magnetizace. Důvodem je jejich nízká koercivní síla. Nízká koercivní síla také znamená, že magnetizace materiálu může snadno změnit směr bez významného spotřebování energie (hysterézní ztráty), zatímco vysoká rezistivita materiálu brání vzniku proudnic v jádru, což je další zdroj ztrát energie. Díky svým relativně nízkým ztrátám jádra ve vysokých frekvencích jsou široce používány v jádrech RF transformátorů a induktorů v aplikacích jako jsou napájecí zdroje s chodelem a smyčkové antény používané v AM rádiích.

Hlavní charakteristiky:

Jednou z jejich nejvýznamnějších vlastností je mírná magnetická síla, která, i když není tak silná jako u neodimových magnetů, je dostatečná pro mnoho aplikací. To je činí zvláště užitečnými v přístrojích, kde není zapotřebí extrémní magnetická síla. Další důležitou charakteristikou je jejich vynikající odolnost vůči demagnetizaci, což znamená, že dokáží udržet své magnetické vlastnosti i při vystavení vnějším magnetickým polím. Tato stabilita je klíčová pro dlouhodobé používání v různých průmyslových a spotřebitelských produktech.

Odolnost vůči teplotě je další významnou výhodou feritových magnetů. Mohou účinně fungovat při vysokých teplotách, obvykle až do 250 stupňů Celsia, aniž by ztratily své magnetické vlastnosti. To je činí vhodnými pro použití v prostředích, kde by jiné typy magnetů mohly selhat. Navíc jsou feritové magnety přirozeně odolné vůči korozi. Na rozdíl od neodymových magnetů, které často vyžadují ochranné potahy, mohou feritové magnety vydržet vystavení vlhkosti a chemikáliím bez degradace. Tato vrozená odolnost vůči korozi je dělá ideálními pro venkovní a námořní aplikace.

Ekonomická účinnost je klíčovou charakteristikou, která odděluje ferritové magnety od jiných typů magnetů. Suroviny používané při jejich výrobě, především oxid železnatý, jsou hojné a levné, čímž zajišťují ekonomickou výhodu ferritových magnetů pro široké spektrum aplikací. Jejich výrobní proces je také relativně jednoduchý a levný, což dále přispívá k jejich dostupnosti.

Odolnost je další významnou vlastností keramických magnetů. Jsou tvrdé a křehké, což z nich činí materiál méně náchylný k mechanickému poškození během času. Nicméně tato křehkost znamená, že je třeba s nimi zacházet opatrně, aby se vyhnuli prasknutí nebo odštípání. Přesto jejich celková odolnost a robustnost dělá vhodnými pro mnoho náročných aplikací. Tyto klíčové vlastnosti - mírná magnetická síla, odolnost proti demagnetizaci a korozii, výkonnost při vysokých teplotách, ekonomickost a odolnost - dělají keramické magnety univerzálním a spolehlivým volbou pro mnoho průmyslových, obchodních a spotřebitelských aplikací.

Běžné aplikace:

Jedna z jejich nejběžnějších použití je v elektromotorech, kde je jejich mírná magnetická síla a stabilita nezbytné pro efektivní výkon. Jsou zvláště rozšířené v automobilovém průmyslu, kde pohánějí všechno od stěračů přes okénka až po startéry.

V audio průmyslu jsou keramické magnety nezbytné při výrobě reproduktorů. Schopnost převádět elektrickou energii na zvuk je dělá ideálními pro tento účel, což zajišťuje jasný a konzistentní výstup zvuku. Podobně se používají v mikrocidech, kde poskytují potřebné magnetické pole pro přesné zachycení zvuku.

Keramické magnety také hrají klíčovou roli v magnetických separátorech, které se používají k odstraňování magnetických materiálů z ne-magnetických. Tato aplikace je životně důležitá v průmyslech jako recyklace a těžba, kde efektivní oddělování různých typů materiálů je nezbytné pro úspěšnou provozní činnost.

V oblasti spotřební elektroniky se ferritové magnety nacházejí v různých přístrojích, včetně televizorů a počítačových monitorů. Používají se v odchylkových yokech, které pomáhají ovládat směr elektronového paprsku v katodových čerstech. I když tato technologie s příchodem LCD a LED obrazovek stává méně běžnou, ukazuje to na univerzálnost použití ferritových magnetů.

Navíc se ferritové magnety používají v magnetických sestavách pro úkoly držení, zdvihání a oddělování. Jejich síla a stabilita je dělají vhodnými pro tyto aplikace, kde je kritická spolehlivá výkon. V senzorech a měřidlech pomáhají ferritové magnety měřit různé parametry, od rychlosti po polohu, poskytujíce přesné a spolehlivé výsledky.

Výhody a nevýhody feritových magnetů

Výhody:

Dostupnost: Ferritové magnety jsou levnější na vyrobení než mnoho jiných typů magnetů.

Stabilita: Udržují své magnetické vlastnosti přes široký rozsah teplot a provozních podmínek.

Odolnost: Jsou odolné vůči demagnetizaci a korozi, což zvyšuje jejich životnost v různých prostředích.

Omezení:

Magnetická pevnost: Feritové magnety nejsou tak silné jako vzácné zemské magnety, jako je neodim.

Křehkost: Jsou tvrdé a křehké, čímž jsou náchylné ke štěpení při mechanickém zatížení.

Velikost a hmotnost: Pro aplikace vyžadující vysokou magnetickou sílu mají feritové magnety tendenci být větší a těžší ve srovnání s neodimovými magnety.

Závěr

Feritové magnety jsou univerzální a ekonomické magnety vhodné pro mnoho účelů díky své mírné magnetické síle, vynikající odolnosti vůči teplotě a korozi a cenové dostupnosti. I když nemusí nabízet stejnou magnetickou sílu jako neodimové magnety, jejich trvanlivost a stabilita je dělá spolehlivou volbou pro mnoho průmyslových a komerčních použití. Při výběru magnetů pro váš projekt mohou feritové magnety poskytnout rovnováhu mezi výkonem a dostupností, zejména v prostředích, kde není vysoká síla hlavním požadavkem.

Pokud potřebujete spolehlivého výrobce, doporučuje se kontaktovat ketai, ketai je nové vysokotechnologické podnikání specializující se na výzkum a vývoj, výrobu, zpracování a prodej materiálů trvalých magnetů NdFeB