Feritový valcový magnet

Feritový valcový magnet

Využitie a rozmanitosť feritových magnetických materiálov sa s rozvojom výroby zvýšila. Podľa aplikácie možno ferit rozdeliť do piatich kategórií: mäkké magnetické, tvrdé magnetické, gyromagnetické, momentové magnetické a piezomagnetické.

Mäkký magnetický materiál sa vzťahuje na feritový materiál, ktorý sa ľahko magnetizuje a demagnetizuje pri slabom magnetickým poľom (ako je znázornené na obrázku 1). Typickými predstaviteľmi magneticky mäkkých materiálov sú ferit mangánu a zinku Mn-ZnFe₂O₄a nikel-zinok-ferit Ni-ZnFe₂O₄.

Mäkký magnetický ferit je feritový materiál so širokým využitím, veľkým množstvom, mnohými druhmi a vysokou výstupnou hodnotou medzi rôznymi feritmi. V súčasnosti sa na svete vyrábajú desiatky druhov hromadne a ročná produkcia dosahuje viac ako desaťtisíc ton.

Mäkký ferit sa používa hlavne ako rôzne indukčné komponenty, ako sú filtračné jadrá, transformátorové jadrá, anténne jadrá, vychyľovacie jadrá, záznamové hlavy na magnetickú pásku a video hlavy a záznamové hlavy pre viackanálovú komunikáciu.

Kryštalická štruktúra mäkkého feritu je vo všeobecnosti kubického spinelového typu, ktorý sa používa vo frekvencii zvuku až po veľmi vysoké frekvenčné pásmo (1 kHz-300 MHz). Horná hranica aplikačnej frekvencie mäkkého magnetického materiálu s kryštálovou štruktúrou hexagonálneho magnetoplumbitu je však niekoľkonásobne vyššia ako u spinelového typu.

Tvrdé magnetické materiály sú relatívne k mäkkým magnetickým materiálom. Vzťahuje sa na feritový materiál, ktorý nie je ľahké po magnetizácii demagnetizovať, ale môže si magnetizmus udržať po dlhú dobu. Preto sa niekedy nazýva aj permanentný magnetický materiál alebo permanentný magnetický materiál).

Kryštalická štruktúra tvrdých magnetických materiálov je väčšinou hexagonálneho magnetoplumbitového typu. Jeho typickým predstaviteľom je ferit bárnatý BaFe₁₂O₁₉(tiež známy ako báriový konštantný porcelán, báriový magnetický porcelán), čo je feritový tvrdý magnetický materiál s dobrým výkonom, nízkymi nákladmi a vhodný na priemyselnú výrobu.

Tento materiál je možné použiť nielen ako záznamník, mikrofón, snímač, telefón a magnet pre rôzne nástroje v telekomunikačných zariadeniach, ale používa sa aj pri úprave znečistenia, lekárskej biológii a tlačiarenských displejoch.

Tvrdý feritový materiál je druhým hlavným tvrdo magnetickým materiálom po tvrdých magnetických kovových materiáloch série Al-Ni. Komponenty strojov, mikrovlnné zariadenia a iné obranné zariadenia) otvárajú nové možnosti aplikácií.

Gyromagnetizmus magnetických materiálov znamená, že pri pôsobení dvoch navzájom kolmých jednosmerných magnetických polí a magnetických polí elektromagnetických vĺn, keď sa rovinne polarizovaná elektromagnetická vlna šíri v určitom smere vo vnútri materiálu, jej polarizačná rovina sa bude neustále otáčať okolo smeru šírenia. . Fenomén, tento druh materiálu s gyromagnetickými vlastnosťami sa nazýva gyromagnetický materiál.

Pri pôsobení jednosmerného magnetického poľa a magnetického poľa elektromagnetickej vlny, keď sa rovinne polarizovaná elektromagnetická vlna šíri v určitom smere vo vnútri materiálu, jej polarizačná rovina sa bude neustále otáčať okolo smeru šírenia. Tento druh materiálu s gyromagnetickými vlastnosťami sa nazýva gyromagnetický materiál. Kovový magnetický materiál H má síce tiež gyromagnetizmus, no v dôsledku malého merného odporu a príliš veľkej straty vírivými prúdmi nemôže elektromagnetická vlna preniknúť hlboko do vnútra, ale môže vniknúť do kože len s hrúbkou menšou ako 1 mikrón (známe aj ako kožný efekt), preto ho nemožno použiť. Preto sa aplikácia gyromagnetizmu v magnetických materiáloch stala jedinečným poľom feritu.

Gyromagnetický jav sa v skutočnosti uplatňuje v pásme 100~100,000 MHz (alebo v rozsahu metrových vĺn až milimetrových vĺn), preto sa feritový gyromagnetický materiál nazýva aj mikrovlnný ferit. Bežne používané mikrovlnné ferity zahŕňajú magnéziummangánový ferit Mg-MnFe₂O₄, nikel-meď ferit Ni-CuFe₂O₄, nikelzinokferit Ni-ZnFe2O4 a ytriový granátový ferit 3Me₂O₃5 Fe₂O₃(Me je trojmocný ión kovu vzácnych zemín, ako napríklad Y^{3 plus}, Sm^{3 plus}, Gd^{3 plus}, D Y^{3 plus}, atď.)

Väčšina gyromagnetických materiálov sú vlnovody alebo prenosové vedenia, ktoré prenášajú mikrovlny na vytvorenie rôznych mikrovlnných zariadení, ktoré sa používajú hlavne v elektronických zariadeniach, ako sú radary, komunikácia, navigácia, telemetria a diaľkové ovládanie. Mikrovlnné zariadenia sa používajú hlavne v elektronických zariadeniach, ako je radar, komunikácia, navigácia, telemetria a diaľkové ovládanie.

Momentový magnetický materiál sa vzťahuje na feritový materiál s pravouhlou hysteréznou slučkou, ako je znázornené na obrázku 4. Hysterézna slučka znamená, že potom, čo sa vonkajšie magnetické pole zvýši na intenzitu saturačného poľa plus Hs, z plus Hs na -Hs a potom späť na plus Hs, magnetická indukcia magnetického materiálu sa tiež zmení z plus Bs na - Bs sa opäť vráti na plus Bs, čo je krivka uzavretej slučky. Najčastejšie používané momentové magnetické materiály sú magnéziummangánový ferit Mg-MnFe2O4 a lítiummangánový ferit Li-MnFe2O4.

Tento druh materiálu sa používa hlavne ako pamäťové jadro rôznych typov elektronických počítačov a široko sa používa aj v automatickom riadení, radarovej navigácii, vesmírnej navigácii, zobrazovaní informácií atď.

Hoci existuje veľa nových typov pamätí, magnetická pamäť (najmä pamäť s magnetickým jadrom) stále zaujíma veľmi dôležité postavenie vo výpočtovej technike vďaka množstvu surovín, jednoduchému procesu, stabilnému výkonu a nízkym nákladom na magnetické materiály s feritovým momentom.

Piezomagnetické materiály označujú feritové materiály, ktoré je možné pri magnetizácii mechanicky natiahnuť alebo skrátiť (magnetostrikčné) v smere magnetického poľa. V súčasnosti sú najpoužívanejšie nikel-zinkový ferit Ni-ZnFe₂O₄, nikel-meď ferit Ni-CuFe₂O₄a nikel-horečnatý ferit Ni-MgFe₂O₄a tak ďalej.

Piezomagnetické materiály sa používajú najmä v ultrazvukových a podvodných akustických zariadeniach, magnetoakustických zariadeniach, telekomunikačných zariadeniach, podvodných televízoroch, elektronických počítačoch a automatických riadiacich zariadeniach, ktoré premieňajú elektromagnetickú energiu a mechanickú energiu.

Napriek tomu, že piezoelektrické materiály a piezoelektrické keramické materiály (ako je titaničitan bárnatý atď.) majú takmer rovnaké aplikačné polia, používajú sa v rôznych podmienkach v dôsledku ich odlišných vlastností. Všeobecne sa predpokladá, že feritové piezomagnetické materiály sú vhodné len pre frekvenčné pásmo desiatok tisíc hertzov, zatiaľ čo použiteľné frekvenčné pásmo piezoelektrickej keramiky je oveľa vyššie.

Okrem vyššie uvedenej klasifikácie podľa použitia možno ferit podľa chemického zloženia rozdeliť na ferit Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn atď. Ferity s rovnakým chemickým zložením (séria) môžu mať rôzne využitie. Napríklad ferit Ni-Zn možno použiť ako mäkké magnetické materiály, gyromagnetické alebo piezomagnetické materiály, existujú však rozdiely vo vzorci a procese. Stačí sa zmeniť.