Magnete cilindrico in ferrite

Magnete cilindrico in ferrite

Gli usi e le varietà dei materiali magnetici in ferrite sono aumentati con lo sviluppo della produzione. A seconda dell'applicazione, la ferrite può essere suddivisa in cinque categorie: magnetico dolce, magnetico duro, giromagnetico, momento magnetico e piezo magnetico.

Il materiale magnetico morbido si riferisce a un materiale di ferrite che è facile da magnetizzare e smagnetizzare sotto un campo magnetico debole (come mostrato nella Figura 1). Rappresentanti tipici dei materiali magnetici dolci sono la ferrite di manganese-zinco Mn-ZnFe₂O₄e ferrite nichel zinco Ni-ZnFe₂O₄.

La ferrite magnetica morbida è un materiale di ferrite con ampia applicazione, grande quantità, molte varietà e alto valore di uscita tra le varie ferriti. Al momento, ci sono dozzine di tipi prodotti in lotti nel mondo e la produzione annua ha raggiunto più di decine di migliaia di tonnellate.

La ferrite morbida viene utilizzata principalmente come una varietà di componenti di induttanza, come nuclei di filtri, nuclei di trasformatori, nuclei di antenne, nuclei di deflessione, testine di registrazione su nastro magnetico e video e testine di registrazione per comunicazioni multicanale.

Generalmente, la struttura cristallina della ferrite morbida è di tipo spinello cubico, che viene utilizzato nella frequenza audio fino alla banda di frequenza molto alta (1 kHz-300 MHz). Tuttavia, il limite superiore della frequenza di applicazione del materiale magnetico morbido con la struttura cristallina di magnetoplumbite esagonale è parecchie volte superiore a quello del tipo di spinello.

I materiali magnetici duri sono relativi ai materiali magnetici morbidi. Si riferisce a un materiale di ferrite che non è facile da smagnetizzare dopo la magnetizzazione, ma può mantenere il magnetismo per lungo tempo. Pertanto, a volte è anche chiamato materiale magnetico permanente o materiale magnetico permanente).

La struttura cristallina dei materiali magnetici duri è per lo più di tipo esagonale a magnetolumbite. Il suo rappresentante tipico è la ferrite di bario BaFe₁₂O₁₉(noto anche come porcellana costante di bario, porcellana magnetica di bario), che è un materiale magnetico duro di ferrite con buone prestazioni, basso costo e adatto alla produzione industriale.

Questo materiale non solo può essere utilizzato come registratore, microfono, pickup, telefono e magnete per vari strumenti nei dispositivi di telecomunicazione, ma è anche utilizzato nel trattamento dell'inquinamento, nella biologia medica e nella stampa di display.

Il materiale in ferrite dura è il secondo materiale magnetico duro principale dopo i materiali metallici magnetici duri della serie Al-Ni. Componenti di macchine, dispositivi a microonde e altri dispositivi di difesa) aprono nuove strade per le applicazioni.

Il giromagnetismo dei materiali magnetici significa che sotto l'azione di due campi magnetici CC reciprocamente perpendicolari e campi magnetici dell'onda elettromagnetica, quando un'onda elettromagnetica polarizzata in piano si propaga in una certa direzione all'interno del materiale, il suo piano di polarizzazione ruoterà continuamente attorno alla direzione di propagazione . Fenomeno, questo tipo di materiale con proprietà giromagnetiche è chiamato materiale giromagnetico.

Sotto l'azione del campo magnetico CC e del campo magnetico dell'onda elettromagnetica, quando l'onda elettromagnetica polarizzata in piano si propaga in una certa direzione all'interno del materiale, il suo piano di polarizzazione ruoterà continuamente attorno alla direzione di propagazione. Questo tipo di materiale con proprietà giromagnetiche è chiamato materiale giromagnetico. Sebbene il materiale metallico magnetico H abbia anche il giromagnetismo, a causa della piccola resistività e dell'eccessiva perdita di correnti parassite, l'onda elettromagnetica non può penetrare in profondità all'interno, ma può entrare nella pelle solo con uno spessore inferiore a 1 micron (noto anche come l'effetto pelle), quindi non può essere utilizzato. Pertanto, l'applicazione del giromagnetismo nei materiali magnetici è diventata un campo unico di ferrite.

Il fenomeno giromagnetico è effettivamente applicato nella banda di 100~100,000 MHz (o nell'intervallo da un'onda metrica a un'onda millimetrica), quindi il materiale giromagnetico di ferrite è anche chiamato ferrite a microonde. Le ferriti a microonde comunemente usate includono la ferrite al manganese di magnesio Mg-MnFe₂O₄, nichel rame ferrite Ni-CuFe₂O₄, ferrite di nichel zinco Ni-ZnFe2O4 e ferrite di granato di ittrio 3Me₂O₃5Fe₂O₃(Me è uno ione metallico di terre rare trivalente, come Y^{3 più}, Sm^{3 più}, Do^{3 più}, Dy^{3 più}, eccetera.)

La maggior parte dei materiali giromagnetici sono guide d'onda o linee di trasmissione che trasmettono microonde per formare vari dispositivi a microonde, utilizzati principalmente in apparecchiature elettroniche come radar, comunicazioni, navigazione, telemetria e controllo remoto. I dispositivi a microonde sono utilizzati principalmente in apparecchiature elettroniche come radar, comunicazioni, navigazione, telemetria e controllo remoto.

Il momento materiale magnetico si riferisce a un materiale di ferrite con un ciclo di isteresi rettangolare, come mostrato nella Figura 4. Ciclo di isteresi significa che dopo che il campo magnetico esterno aumenta fino all'intensità del campo di saturazione più Hs, da più Hs a -Hs e poi di nuovo a più Hs, anche l'induzione magnetica del materiale magnetico cambia da più Bs a - Bs ritorna di nuovo a più Bs, la curva ad anello chiuso sperimentata. I materiali magnetici a momento più comunemente utilizzati sono la ferrite di magnesio manganese Mg-MnFe2O4 e la ferrite di litio manganese Li-MnFe2O4.

Questo tipo di materiale viene utilizzato principalmente come nucleo di memoria di vari tipi di computer elettronici ed è stato ampiamente utilizzato anche nel controllo automatico, nella navigazione radar, nella navigazione spaziale, nella visualizzazione di informazioni, ecc.

Sebbene esistano molti nuovi tipi di memoria, la memoria magnetica (in particolare la memoria con nucleo magnetico) occupa ancora una posizione molto importante nella tecnologia informatica a causa delle abbondanti materie prime, del processo semplice, delle prestazioni stabili e del basso costo dei materiali magnetici del momento di ferrite.

I materiali piezomagnetici si riferiscono a materiali di ferrite che possono essere allungati o accorciati meccanicamente (magnetostrittivi) nella direzione del campo magnetico quando magnetizzati. Attualmente le più utilizzate sono le ferriti nichel-zinco Ni-ZnFe₂O₄, ferrite nichel-rame Ni-CuFe₂O₄e ferrite di nichel-magnesio Ni-MgFe₂O₄e così via.

I materiali piezomagnetici sono utilizzati principalmente in dispositivi acustici ultrasonici e subacquei, dispositivi magneto-acustici, dispositivi di telecomunicazione, TV subacquee, computer elettronici e dispositivi di controllo automatico che convertono energia elettromagnetica ed energia meccanica.

Sebbene i materiali piezoelettrici e i materiali ceramici piezoelettrici (come il titanato di bario, ecc.) abbiano quasi gli stessi campi di applicazione, vengono applicati in condizioni diverse a causa delle loro diverse caratteristiche. Si ritiene generalmente che i materiali piezomagnetici di ferrite siano adatti solo per la banda di frequenza di decine di migliaia di hertz, mentre la banda di frequenza applicabile della ceramica piezoelettrica è molto più alta.

Oltre alla suddetta classificazione per uso, la ferrite può essere suddivisa in ferrite Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn, ecc. in base alla sua composizione chimica. Le ferriti con la stessa composizione chimica (serie) possono avere vari usi. Ad esempio, la ferrite Ni-Zn può essere utilizzata come materiale magnetico morbido, materiale giromagnetico o piezomagnetico, ma esistono differenze nella formula e nel processo. Basta cambiare.