Ferrytowy magnes cylindryczny

Ferrytowy magnes cylindryczny

Zastosowania i odmiany magnetycznych materiałów ferrytowych wzrosły wraz z rozwojem produkcji. Zgodnie z zastosowaniem ferryt można podzielić na pięć kategorii: magnetycznie miękki, magnetycznie twardy, żyromagnetyczny, magnetyczno-momentowy i piezomagnetyczny.

Miękki materiał magnetyczny odnosi się do materiału ferrytowego, który jest łatwy do namagnesowania i rozmagnesowania w słabym polu magnetycznym (jak pokazano na rysunku 1). Typowymi przedstawicielami materiałów magnetycznie miękkich są ferryty cynkowo-manganowe Mn-ZnFe₂O₄oraz ferryt niklowo-cynkowy Ni-ZnFe₂O₄.

Miękki ferryt magnetyczny to materiał ferrytowy o szerokim zastosowaniu, dużej ilości, wielu odmianach i wysokiej wartości wyjściowej wśród różnych ferrytów. Obecnie na świecie produkowanych jest kilkadziesiąt rodzajów seryjnie, a roczna produkcja sięga kilkudziesięciu tysięcy ton.

Miękki ferryt jest używany głównie jako różnorodne elementy indukcyjne, takie jak rdzenie filtrów, rdzenie transformatorów, rdzenie antenowe, rdzenie odchylające, głowice nagrywające na taśmie magnetycznej i głowice wideo oraz głowice nagrywające do komunikacji wielokanałowej.

Ogólnie rzecz biorąc, struktura krystaliczna miękkiego ferrytu jest typu sześciennego spinelu, który jest używany w paśmie częstotliwości audio do bardzo wysokich częstotliwości (1 kHz{1}} MHz). Jednak górna granica częstotliwości aplikacji materiału magnetycznie miękkiego o heksagonalnej strukturze krystalicznej magnetoplumbitu jest kilkakrotnie wyższa niż materiału typu spinelu.

Twarde materiały magnetyczne są względne w stosunku do miękkich materiałów magnetycznych. Odnosi się do materiału ferrytowego, który nie jest łatwy do rozmagnesowania po namagnesowaniu, ale może zachować magnetyzm przez długi czas. Dlatego jest również czasami nazywany trwałym materiałem magnetycznym lub trwałym materiałem magnetycznym).

Struktura krystaliczna twardych materiałów magnetycznych jest przeważnie typu heksagonalnego magnetoplumbitu. Jego typowym przedstawicielem jest ferryt baru BaFe₁₂O₁₉(znana również jako stała porcelana barowa, porcelana magnetyczna barowa), która jest ferrytowym twardym materiałem magnetycznym o dobrej wydajności, niskim koszcie i odpowiednim do produkcji przemysłowej.

Materiał ten może być używany nie tylko jako rejestrator, mikrofon, przetwornik, telefon i magnes do różnych instrumentów w urządzeniach telekomunikacyjnych, ale jest również stosowany w leczeniu zanieczyszczeń, biologii medycznej i wyświetlaczach drukarskich.

Twardy materiał ferrytowy jest drugim głównym twardym materiałem magnetycznym po twardych magnetycznych materiałach metalowych z serii Al-Ni. Komponenty maszyn, urządzenia mikrofalowe i inne urządzenia obronne) otwierają nowe możliwości zastosowań.

Żyromagnetyzm materiałów magnetycznych oznacza, że ​​pod działaniem dwóch wzajemnie prostopadłych pól magnetycznych prądu stałego i pól magnetycznych fali elektromagnetycznej, gdy fala elektromagnetyczna o płaskiej polaryzacji rozchodzi się w określonym kierunku wewnątrz materiału, jej płaszczyzna polaryzacji będzie się stale obracać wokół kierunku propagacji . Zjawisko, tego rodzaju materiał o właściwościach żyromagnetycznych nazywany jest materiałem żyromagnetycznym.

Pod działaniem pola magnetycznego prądu stałego i pola magnetycznego fali elektromagnetycznej, gdy fala elektromagnetyczna spolaryzowana w płaszczyźnie rozchodzi się w określonym kierunku wewnątrz materiału, jej płaszczyzna polaryzacji będzie stale obracać się wokół kierunku propagacji. Ten rodzaj materiału o właściwościach żyromagnetycznych nazywany jest materiałem żyromagnetycznym. Chociaż metalowy materiał magnetyczny H ma również żyromagnetyzm, ze względu na małą rezystywność i zbyt duże straty wiroprądowe, fala elektromagnetyczna nie może wnikać głęboko do wnętrza, ale może wnikać tylko w skórę o grubości mniejszej niż 1 mikron (tzw. efekt skóry), więc nie można go używać. Dlatego zastosowanie żyromagnetyzmu w materiałach magnetycznych stało się wyjątkową dziedziną ferrytu.

Zjawisko żyromagnetyczne jest w rzeczywistości stosowane w paśmie 100~100,{2}} MHz (lub w zakresie od fali metrowej do milimetrowej), więc ferrytowy materiał żyromagnetyczny jest również nazywany ferrytem mikrofalowym. Powszechnie stosowane ferryty mikrofalowe obejmują ferryt magnezowo-manganowy Mg-MnFe₂O₄, ferryt niklowo-miedziowy Ni-CuFe₂O₄, ferryt niklowo-cynkowy Ni-ZnFe2O4 i itrowo-granatowy ferryt 3Me₂O₃5 Fe₂O₃(Me to trójwartościowe jony metali ziem rzadkich, takie jak Y^{3 plusy}, sm^{3 plusy}, Gd^{3 plusy}, Dy^{3 plusy}itp.)

Większość materiałów żyromagnetycznych to falowody lub linie transmisyjne, które przesyłają mikrofale, tworząc różne urządzenia mikrofalowe, które są używane głównie w sprzęcie elektronicznym, takim jak radar, komunikacja, nawigacja, telemetria i zdalne sterowanie. Urządzenia mikrofalowe są stosowane głównie w sprzęcie elektronicznym, takim jak radar, komunikacja, nawigacja, telemetria i zdalne sterowanie.

Moment magnetyczny materiału odnosi się do materiału ferrytowego z prostokątną pętlą histerezy, jak pokazano na rysunku 4. Pętla histerezy oznacza, że ​​po wzroście zewnętrznego pola magnetycznego do natężenia pola nasycenia plus Hs, od plus Hs do -Hs iz powrotem do plus Hs, indukcja magnetyczna materiału magnetycznego również zmienia się z plus Bs na - Bs powraca do plus Bs ponownie, krzywa pętli zamkniętej. Najczęściej stosowanymi materiałami magnetyczno-momentowymi są ferryt magnezowo-manganowy Mg-MnFe2O4 i ferryt litowo-manganowy Li-MnFe2O4.

Ten rodzaj materiału jest używany głównie jako rdzeń pamięci różnych typów komputerów elektronicznych, a także był szeroko stosowany w automatycznym sterowaniu, nawigacji radarowej, nawigacji kosmicznej, wyświetlaniu informacji itp.

Chociaż istnieje wiele nowych rodzajów pamięci, pamięć magnetyczna (zwłaszcza pamięć z rdzeniem magnetycznym) nadal zajmuje bardzo ważną pozycję w technologii komputerowej ze względu na obfitość surowców, prosty proces, stabilną wydajność i niski koszt materiałów magnetycznych z momentem ferrytowym.

Materiały piezomagnetyczne odnoszą się do materiałów ferrytowych, które mogą być mechanicznie rozciągane lub skracane (magnetostrykcyjne) w kierunku pola magnetycznego po namagnesowaniu. Obecnie najczęściej stosowane są ferryty niklowo-cynkowe Ni-ZnFe₂O₄, ferryt niklowo-miedziowy Ni-CuFe₂O₄oraz ferryt niklowo-magnezowy Ni-MgFe₂O₄i tak dalej.

Materiały piezomagnetyczne są stosowane głównie w ultradźwiękowych i podwodnych urządzeniach akustycznych, urządzeniach magnetoakustycznych, urządzeniach telekomunikacyjnych, telewizorach podwodnych, komputerach elektronicznych oraz urządzeniach automatyki sterującej przetwarzających energię elektromagnetyczną i energię mechaniczną.

Chociaż materiały piezoelektryczne i piezoelektryczne materiały ceramiczne (takie jak tytanian baru itp.) mają prawie takie same obszary zastosowań, są one stosowane w różnych warunkach ze względu na ich różne właściwości. Powszechnie uważa się, że ferrytowe materiały piezomagnetyczne nadają się tylko do pasma częstotliwości dziesiątek tysięcy herców, podczas gdy odpowiednie pasmo częstotliwości ceramiki piezoelektrycznej jest znacznie wyższe.

Oprócz powyższej klasyfikacji według zastosowania, ferryt można podzielić na ferryt Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn itp. W zależności od jego składu chemicznego. Ferryty o tym samym składzie chemicznym (serii) mogą mieć różne zastosowania. Na przykład ferryt Ni-Zn może być stosowany jako materiały magnetycznie miękkie, materiały żyromagnetyczne lub piezomagnetyczne, ale istnieją różnice w formule i procesie. Po prostu zmień.