Čo sú feritové magnety?

Feritové magnety, tiež známe ako keramické magnety, sú druh trvalého magnetu vyrobeného z chemického zlúčeniny obsahujúceho keramické materiály a oxid železný. Sú známe svojou dostupnosťou, odolnosťou a odolnosťou pred demagnetizáciou, čo ich robí obľubenou voľbou pre široké spektrum aplikácií.

Zoznam:

Skladba a Výroba

Typy feilitových magnétov

Hlavné charakteristiky

Spoločné aplikácie

Výhody a nevýhody fe ritových magnetov

Čo je feilitový magnet?

Ferit je nový typ nekovového magnetického materiálu, ktorý bol vyvinutý v 40. rokoch. Je to oxid kovu s ferrimagnetizmom. V oblasti elektrických vlastností je rezistivita feritu oveľa väčšia ako u jednotlivých kovových alebo ligatúrových magnetických materiálov a má tiež vyššie dielektrické vlastnosti. Magnetické vlastnosti feritu sa tiež prejavujú vo vysokom magnetickom próniknutí pri vysokých frekvenčných rozsiahnutiach. Preto sa ferit stal široko používaným nekovo-magnetickým materiálom v oblasti vysokofrekvenčného slabého prúdu. Kvôli nízkej magnetnej energii uloženej v jednotke objemu feritu je aj satučná magnetická indukcia (Bs) nízka (obvykle len 1/3 až 1/5 čistej železa), čo obmedzuje jeho použitie v oblasti nízkofrekvenčnej silnej elektroenergie a vysokých výkonov vyžadujúcich vyššiu hustotu magnetnej energie.

Skladba a Výroba

Proces výroby začína presným mieradlom a zmiešavaním týchto surovín na vytvorenie homogénneho zmesu. Tento zmes následne dobre rozdrtime, aby sa zabezpečila rovnomerná veľkosť častíc, čo je kľúčové pre konzistenciu a kvalitu konečných magnetov.

Rozdrtený prach sa potom tlačí do požadованého tvaru pomocou vysokotlakových formiek. Tento tlačový proces stlačuje prach do tzv. "zeleného telieska", čo je pojem používaný na popis vyformovaného, ale nesinterovaného magneta.

Zelené telieská sú následne podmetené sinterovacemu procesu, pri ktorom sú zahriaté na teploty medzi 1 000 a 1 300 stupňov Celzia v kontrolovanom atmosfére.

Po spälení sú magnety ochlodené a potom prechádzajú procesom magnetizácie. V tomto kroku sú magnety vystavené silnému magnetickému poľu, čo zarovná magnetické domény v materiale, priradia mu trvalú magnetizáciu. Síla a orientácia použitého magnetického poľa sú pečlivo riadené na dosiahnutie špecifických magnetických vlastností požadovaných pre konečný produkt.

Typy ferritových magnetov:

Tvrde Ferrity: Nasprotokľudom sú trvalé ferritové magnety vyrobené z tvrdých ferritov, ktoré majú vysokú koerciu a vysokú remanenciu po magnetizácii. Na výrobu tvrdých ferritových magnetov sa používajú oxid železa a barium alebo strontium karbonát. Vysoká koercia znamená, že materiál je veľmi odolný voči demagnetizácii, čo je dôležitá vlastnosť pre trvalý magnét. Majú tiež vysokú magnetickú prónikavosť. Tieto tzv. keramické magnety sú lacné a široko sa používajú v domácnostiach, napríklad ako magnety na chladničku.

Mäke Ferrity: Ferity, ktoré sa používajú v transformátoroch alebo elektromagnetických jádrach, obsahujú zlúčeniny niklu, zineku a/alebo mangánu. Mäkké ferity nie sú vhodné na výrobu trvalých magnétov. Majú vysokú magnetickú próniknosť, takže prevádzajú magnetické poľa a sú prinútene k magnétom, ale keď je odstránené vonkajšie magnetické pole, reziduálna magnetizácia sa neuchováva. Dôvodom je ich nízka koercitivita. Nízka koercitivita tiež znamená, že magnetizácia materiálu môže ľahko zmeniť smer bez toho, aby sa stratila veľa energie (hysterezné straty), zatiaľ čo vysoká rezystivita materiálu bráni vzniku vírkových prúdov v jadre, ďalším dôvodu strát energie. Pre ich relatívne nízke straty jadra pri vysokých frekvenčiach sa široko používajú v jadrách RF transformátorov a induktorov v aplikáciách ako preklapovacie zdroje napájania a smyčkové antény používané v AM rádiach.

Hlavné charakteristiky:

Jednou z ich najvýznamnejších vlastností je ich umiernená magnetická sila, ktorá, hoci nie je tak silná ako u neodýmiových magnétov, je postačujúca pre mnoho aplikácii. To ich robí zvlášť užitočnými v zariadeniach, kde nie je potrebná extrémna magnetická sila. Ďalšou dôležitou charakteristikou je ich vynikajúca odolnosť voči demagnetizácii, čo znamená, že dokážu udržať svoje magnetické vlastnosti aj pri vnukaní im vonkajších magnetických poľ. Táto stabilita je kritická pre dlhodobé používanie v rôznych priemyselných a spotrebiteľských produktoch.

Odolnosť pred teplotou je ďalšou významnou výhodou feritových magnétov. Funkčne môžu pôsobiť vysoko pri vysokých teplotách, typicky až do 250 stupňov Celzia, bez straty svojich magnetických vlastností. To ich robí vhodnými pre použitie v prostrediah, kde by iné druhy magnétov mohli zlyhať. Okrem toho sú feritové magnety prirodzenou odolné pred koroziou. Na rozdiel od neodymových magnétov, ktoré často vyžadujú ochranné obaly, môžu feritové magnety vydržať vystavenie vlhkosti a chemikáliám bez degradácie. Táto vrozená odolnosť pred koroziou ich robí ideálnymi na vonkajšie a námorné aplikácie.

Stromovosť je kľúčovou charakteristikou, ktorá rozlíšuje ferritové magnety od iných typov magnetov. Surowiny používané pri ich výrobe, hlavne oxid železa, sú dostupné a lacné, čo robí ferritové magnety ekonomickou voľbou pre široké spektrum aplikácií. Ich výrobný proces je tiež relatívne jednoduchý a lacný, čo ďalej prispieva k ich dostupnosti.

Odolnosť je ďalšou významnou vlastnosťou ferritových magnétov. Sú tvrde a kruché, čo ich robí menej podloženým mechanickému opotrhávaniu v čase. Avšak táto kruchtivosť znamená, že ich treba zachádzať opatrně, aby sa predišlo prasknutiu alebo odštípaniu. Navzdory tomu je ich celková odolnosť a robustnosť vhodná pre mnoho náročných aplikácií. Tieto kľúčové vlastnosti – stredná magnetická sila, odolnosť proti demagnetizácii a korozií, výkonnosť pri vysokých teplotách, ekonomickosť a odolnosť – robia z ferritových magnétov univerzálne a spoľahlivé riešenie pre mnoho priemyselných, obchodných a spotrebiteľských aplikácií.

Bežné aplikácie:

Jedna z najbežnejších používateľských oblastí je v elektromotoroch, kde ich stredná magnetická sila a stabilita sú nevyhnuté pre účinný výkon. V autokomunikácii sú obzvlášť rozšírene, pohánia všetko od stieriek po spínace motory.

V audiotechnike sú keramické magnety neoddeliteľnou súčasťou výroby reproduktorov. Ich schopnosť prevádzať elektickú energiu na zvuk ich robí ideálnymi pre tento účel, čo zabezpečuje jasný a konzistentný výstup zvuku. Podobne sa používajú v mikrofónoch, kde poskytujú potrebné magnetické pole na presnú nahrávku zvuku.

Keramické magnety tiež hrajú kľúčovú úlohu v magnetických separátroch, ktoré sa používajú na odstraňovanie magnetických materiálov z nemagnetických. Táto aplikácia je významná v priemysle, ako je recyklácia a těžba, kde efektívne rozdeľovanie rôznych typov materiálov je nevyhnutné pre úspešnosť operácií.

V oblasti spotrebnej elektroniky sa feritové magnety nachádzajú v rôznych zariadeniach, vrátane televízií a počítačových monitorov. Používajú sa v odchýľacích yokech, ktoré pomáhajú ovládať smer elektrónového lúča v katódových čiarových trubkách. Hoci táto technológia sa stáva menej bežnou s nástupom LCD a LED obrazoviek, stále to ukazuje na univerzalitu feritových magnétov.

Okrem toho sa feritové magnety používajú v magnetických montážoch pre úlohy držania, zdvihania a oddelovania. Ich sila a stabilita ich robia vhodnými pre tieto aplikácie, kde je kritická spoľahlivá výkonosť. V senzoroch a meracích přístrojoch pomáhajú feritové magnety merať rôzne parametre, od rýchlosti po pozíciu, poskytujúc presné a spoľahlivé čítania.

Výhody a nevýhody fe ritových magnetov

Výhody:

Prijateľnosť: Fe ritové magnety sú lacnejšie na vyrobenie ako mnoho iných druhov magnetov.

Stabilita: Udržiavajú svoje magnetické vlastnosti v širokom rozsahu teplot a operačných podmienok.

Odolnosť: Sú odolné voči demagnetizácii a korozií, čo zvyšuje ich trvanlivosť v rôznych prostrediah.

Obmedzenia:

Magnetická sila: Feritové magnety nie sú tak silné ako magnety z redohodných kovov, ako je neodym.

Krehkosť: Sú tvrde a krehké, čo ich robí citlivými na praskanie pri mechanickom stresu.

Veľkosť a hmotnosť: Pre aplikácie vyžadujúce vysokú magnetickú silu sú fe ritové magnety častejšie väčšie a ťažšie v porovnaní s neodymiovými magnetami.

Záver

Fe ritové magnety sú univerzálne a ekonomické magnety vhodné pre široké spektrum aplikácií danky ich strednej magnetnej sily, vynikajúcej odolnosti voči teplote a korozií a cenovo dostupným. Hoci nemusia ponúkať rovnakú magnetickú silu ako neodymiové magnety, ich trvanlivosť a stabilita ich robí spoľahlivou voľbou pre mnoho priemyselných a komerčných použití. Keď vyberáte magnety pre váš projekt, úvaha o fe ritových magnetoch môže poskytnúť rovnováhu medzi výkonom a dostupnosťou, osobitne v prostrediach, kde nie je vysoká sila hlavnou požiadavkou.

Ak potrebujete spoľahlivého výrobcu, odporúča sa obrátiť sa na ketai, ketai je nové vysoko technologické podnikanie specializujúce sa na výskum a vývoj, výrobu, spracovanie a predaj materiálov trvalých magnétov NdFeB