Mitä ovat ferriittimagneetit?

Ferriitmagneetit, myös tunnettuina keramiikkamagneeteina, ovat pysyviä magneetteja, jotka tehdään kemiallisesta yhdistelmästä, joka sisältää keramiikkamateriaaleja ja rautaoksidia. Ne tunnetaan edullisuudestaan, kestavuudestaan ja vastustamisesta demagnetisoitumiselta, mikä tekee niistä suosittuja monissa sovelluksissa.

Hakemisto:

Rakenteeseen ja valmistukseen

Feriittimagneettien tyypit

Tärkeimmät ominaispiirteet

Yhteiset sovellukset

Feriittimagneettien edut ja haitat

Mitä on feriittimagneetti?

Feriitti on 1940-luvulla kehitetty uusi tyyppi ei-metallista magneettimateriaalia. Se on metallioksiidi, jolla on ferromagneettiset ominaisuudet. Sähköisenä ominaisuuksina feriitin vastuskyky on paljon suurempi kuin yksittäisillä metalleilla tai liitosmagneettimateriaaleilla, ja sillä on myös korkeampia dielektrisia ominaisuuksia. Feriitin magneettiset ominaisuudet ilmenevät myös korkeassa taajuudessa olevassa korkeassa magnetiivisessa läpäisykyvessä. Siksi feriitti on muodostunut laajasti käytetyksi ei-metalliseksi magneettimateriaaliksi korkeataajuisten heikkoströmin sovelluksissa. Yksikkötilavuudessa tallennettava magneettinen energia feriitissä on alhainen, mikä tekee sen murskamagneettisen induktiivisuuden (Bs) myös alhaiseksi (yleensä vain 1/3–1/5 puhtaasta raudasta), mikä rajoittaa sen käyttöä alhaisessa taajuudessa ja korkeassa voimassa olevissa sovelluksissa, jotka vaativat korkeampaa magneettisen energian tiheyttä.

Rakenteeseen ja valmistukseen

Valmistusprosessi alkaa näiden raaka-aineiden tarkkaan mitoittamisella ja sekoittamisella, jotta luodaan yhtenäinen seos. Tätä seoaa jauhotaan sitten hienoksi, mikä on ratkaisevan tärkeää lopullisten magneettien yhtenäisyyden ja laadun kannalta.

Hienojauhottu pullo joudutaan haluttuun muotoon korkealla paineella käyttämällä muovausmalleja. Tämä painoprocesso tiivistää pudotteen "viherkappaleeksi", termiä, jota käytetään kuvaamaan muovattua mutta ei vielä sinteröitynyttä magneettia.

Viherkappaleet sitten sinteröidään prosessissa, jossa niitä lämmitetään 1 000–1 300 celsiusasteisiin ohjeloidussa ilmakehossassa.

Sinteröintiä seuraavasti magneetit jäähtyvät ja niitä käydään sitten magnetointiprosessin läpi. Tässä vaiheessa magneeteja altistetaan vahvalle magneettikentälle, mikä tasaa magneettiset alueet materiaalissa ja antaa pysyvän magnetismin. Käytetyn magneettikentän voimakkuus ja suunta ohjataan huolellisesti saadakseen tietyt magneettiset ominaisuudet lopputuotteelle.

Feriittimagneettien tyypit:

Kovat feriitit: Vastoin tätä, pysyviä feriitimagneetteja tehdään kovista feriiteista, jotka ovat korkean koerisiivisuuden ja korkean jälkimagneettisuuden omaavia jälkeen magnetoinnin. Rautaoksidi ja baariumkarbonaatti tai strontiumkarbonaatti käytetään kovien feriitimagneettien valmistuksessa. Korkea koerisiivisyys tarkoittaa, että materiaalit ovat erittäin vastustavia demagnetoitumisesta, mikä on olennainen ominaisuus pysyvälle magneetille. Ne ovat myös korkean magneettisen läpäisvyöhykkeen omistajia. Nämä niin sanotut keramiikkamagneetit ovat edullisia ja niitä käytetään laajasti kotituotteissa, kuten keittiömagneeteissa.

Pelevät feriitit: Ferritit, jotka käytetään muuntimissa tai elektromagneettisissa ytimissä, sisältävät nikkelia, sinkkiä ja/tai manganestukeita. Pehmeät ferritit eivät ole sopivia pysyväiden magneettien valmistukseen. Ne ovat korkean magneettisen läpäisykyvyn vuoksi hyviä johtamaan magneettikenttiä ja houkutella magneetteja, mutta kun ulkinen magneettikenttä poistetaan, jälkeluemagnetismi ei yleensä säily. Tämä johtuu heidän alhaisesta koerciitevyydestään. Alhainen koerciitevyys tarkoittaa myös, että materiaalin magnetisoituminen voi helposti kääntyä suunnassa ilman, että se hukkaa paljon energiaa (hysteereesiallisia menetyksiä), samalla kun materiaalin korkea vastus estää syntyneiden virtausvirtauksien (eddy current) muodostumisen ytimessä, mikä olisi toinen energiamenojen lähde. Noiden vertailtavasti alhaisia ytimen menetyksiä korkeilla taajuuksilla varten ne käytetään laajasti RF-muuntimien ja induktiivisten komponenttien ytimissä sovelluksissa kuten vaihdejännitteisissä power supplyeissä ja loopstick-antennoina AM-radioissa.

Tärkeimmät ominaisuudet:

Yksi heidän merkittävimmistä piirteistään on kohtalainen magneettivahvuus, joka, vaikka se ei ole niin voimakas kuin neodyymi-magneetteja, riittää monille sovelluksille. Tämä tekee niistä erityisen hyödyllisiä laitteissa, joissa äärimmäistä magneettivoimaa ei tarvita. Toinen tärkeä ominaisuus on erinomainen vastus demagnetointiin, mikä tarkoittaa, että ne pystyvät säilyttämään magneettiset ominaisuutensa vaikka niitä altistetaan ulkoisille magneettikentille. Tämä vakaus on ratkaiseva monien teollisuus- ja kuluttajatuotteiden pitkäjännitys-käytössä.

Lämpökyvynkestävyys on ferritiinimagneettien toinen merkittävä etu. Ne voivat toimia tehokkaasti korkeilla lämpötiloilla, yleensä enintään 250 celsiusasteella, ilman että menettävät magneettisia ominaisuuksiaan. Tämä tekee niistä sopivia sovelluksissa, joissa muut magneettityypit saattavat epäonnistua. Lisäksi ferritiinimagneetit ovat luonnostaan korrosioresteileitä. Erilaisesti kuin neodyymi-magneetit, jotka usein vaativat suojakattauksia, ferritiinimagneetit kestää altistumisen kosteudelle ja kemikaaleille ilman haitallista vaikutusta. Tämä sisäänrakennettu korrosioresteily tekee niistä ideaalisia käytettäviksi ulko- ja merisovelluksissa.

Kustannusvaikutus on ominaispiirre, joka erottaa ferriittimagneetit muista magneettityypeistä. Niiden valmistukseen käytetyt raaka-aineet, pääasiassa rautahappo, ovat runsaita ja halpoja, mikä tekee ferriittimagneeteista kustannushyödyllisen ratkaisun laajalle kirjoiselle sovelluksille. Niiden valmistusprosessi on myös suhteellisen yksinkertainen ja alhainen, mikä lisää edelleen niiden hintatasoa.

Kestävyys on toinen huomionarvoinen ominaisuus ferritiinimagneeteissa. Ne ovat kovia ja hauraita, mikä tekee niistä vähemmän alttiina mekaaniselle kuluneeseen ajan myötä. Kuitenkin tämä hauraus tarkoittaa myös, että niitä täytyy käsitellä varovasti välttääkseen rakoja tai chippausta. Huolimatta tästä, niiden yleinen kestävyys ja vahvuus tekevät niistä sopivia monille vaativille sovelluksille. Nämä keskeiset ominaisuudet - kohtuullinen magneettivoima, vastustus demagnetisoitumista ja korroosia kohtaan, korkean lämpötilan suorituskyky, taloudellisuus ja kestävyys - tekevät ferritiinimagneetteista monipuolisen ja luotettavan valinnan useisiin teollisiin, kaupallisiin ja kuluttajien sovelluksiin.

Yleiset sovellukset:

Yksi yleisimmistä käyttötarkoituksista ovat sähkömoottorit, joissa niiden kohtuullinen magneettivoima ja vakaus ovat olennaisia tehokkaan suorituskyvyn kannalta. Ne ovat erityisen levinneitä autoteollisuuden sovelluksissa, jossa ne toimivat kaikesta tuulettimista aloittaessa moottoreihin.

Ääniteollisuudessa ferriti magnetit ovat perustava osa korkeilijoiden tuotannossa. Kyky muuntaa sähköinen energia ääneksi tekee niistä ideaalisen tämän tarkoituksen, varmistamalla selvän ja johdonmuotoisen äänentoimituksen. Samoin ne käytetään mikrofeereissa, tarjoamalla välttämättömän magneettikentän äänen tarkkaan tallentamiseksi.

Ferriti magnetit pelottavat myös keskeisen roolin magneettisissa erottimissa, jotka käytetään poistamaan magneettisia materiaaleja ei-magneettisista. Tämä sovellus on ratkaiseva teollisuudenaloilla kuten kierrätys ja kaivosala, joissa eri aineiden tehokas erottaminen on olennainen toiminnan menestykselle.

Kuluttajaelektroniikan alalla ferriti-magneetit löytyvät monista laitteista, mukaan lukien televisioista ja tietokoneen näytöistä. Ne käytetään ohjausyokeissa, jotka auttavat ohjaamaan elektronisäteilyä katodisäikehduleissa. Vaikka tämä teknologia tulee vähemmän yleiseksi LCD- ja LED-näyttöjen kehittyessä, se korostaa silti ferriti-magneettien monipuolisuutta.

Lisäksi ferriti-magneetteja käytetään magneettisen kokoelmien pitämiseen, nostamiseen ja erottamiseen liittyvissä tehtävissä. Niihin perustuu niiden vahvuus ja vakaus, mikä tekee ne sopiviksi näihin sovelluksiin, joissa luotettava toiminta on ratkaisevan tärkeää. Ajoittain ja mittarissa ferriti-magneetit auttavat mitaten erilaisia parametreja, kuten nopeutta ja sijaintia, tarjoten tarkkoja ja luotettavia lukuja.

Feriittimagneettien edut ja haitat

Edut:

Kustannettavuus: Ferriti-magneetteja on edullisempaa tuottaa kuin monia muita magneettityyppejä.

Vakaus: Ne säilyttävät magneettiohjuutensa laajassa lämpötilojen ja toimintaympäristöjen vaihtelussa.

Vastus: Ne ovat vastustavaisia demagnetointia ja korrosiota, mikä parantaa niiden kestovuoroa erilaisissa ympäristöissä.

Rajoitukset:

Magneettinen lujuus: Feriittimagneetit eivät ole yhtä vahvoja kuin harvakiinteisten magneteitten kaltaiset neodyymi-magneetit.

Hienoherkkyyden suhteen: Ne ovat kovia ja hienoherkkiä, mikä tekee niistä alttisina rakoille mekaanisen stressin alla.

Koko ja paino: Sovelluksissa, joissa vaaditaan korkeaa magneettivoimakkyyttä, feriittimagneetit ovat usein suurempia ja painoisempia verrattuna neodyymi-magneeteihin.

Johtopäätös

Ferritiinimagneetit ovat monipuolisia ja taloudellisia magneeteja, jotka sopivat moniin sovelluksiin niiden kohtuullisen magneettisen voiman, erinomaisen lämpö- ja korroosiorinnankypmyksen sekä hintatehokkuuden ansiosta. Vaikka ne eivät välttämättä tarjoakaan samaa magneettista voimaa kuin neodyymi-magneetit, niiden kestoisuus ja vakaus tekevät niistä luotettavan valinnan monille teollisille ja kaupallisille käyttötarkoituksille. Kun valitset magneetteja projektillesi, ferritiinimagneettien huomioon ottaminen voi tarjota suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden tasapainoa, erityisesti ympäristöissä, joissa korkea voima ei ole ensisijainen vaatimus.

Jos tarvitset luotettavan valmistajan, suosittelemme ottamaan yhteyttä ketaiin, joka on uusi korkeatekoinen yritys, joka erikoistuu NdFeB-pysyvämagneettien tutkimukseen, kehittämiseen, tuotantoon, käsittelemiseen ja myyntiin.