Feritni cilindrični magnet

Feritni cilindrični magnet

Upotreba i raznolikosti feritnih magnetskih materijala povećali su se s razvojem proizvodnje. Prema primjeni, ferit se može podijeliti u pet kategorija: meki magnet, tvrdi magnet, žiromagnet, trenutni magnet i piezo magnet.

Meki magnetski materijal odnosi se na feritni materijal koji se lako magnetizira i demagnetizira pod slabim magnetskim poljem (kao što je prikazano na slici 1). Tipični predstavnici mekih magnetskih materijala su mangan cink ferit Mn-ZnFe₂O₄i nikal cink ferit Ni-ZnFe₂O₄.

Meki magnetski ferit je feritni materijal široke primjene, velike količine, mnogo varijanti i visoke izlazne vrijednosti među raznim feritima. Trenutačno se u svijetu proizvode deseci vrsta u serijama, a godišnja proizvodnja dosegla je više od desetaka tisuća tona.

Meki ferit se uglavnom koristi kao razne komponente induktiviteta, kao što su jezgre filtera, jezgre transformatora, jezgre antena, jezgre za otklon, glave za snimanje magnetske vrpce i video glave te glave za snimanje za višekanalne komunikacije.

Općenito, kristalna struktura mekog ferita je tipa kubičnog spinela, koji se koristi u zvučnom frekvencijskom pojasu do vrlo visokih frekvencija (1 kHz-300 MHz). Međutim, gornja granica učestalosti primjene mekog magnetskog materijala s heksagonalnom kristalnom strukturom magnetoplumbita je nekoliko puta viša nego kod spinelnog tipa.

Tvrdi magnetski materijali su u odnosu na meke magnetske materijale. Odnosi se na feritni materijal koji nije lako demagnetizirati nakon magnetizacije, ali može zadržati magnetizam dugo vremena. Stoga se ponekad naziva i trajni magnetski materijal ili trajni magnetski materijal).

Kristalna struktura tvrdih magnetskih materijala uglavnom je heksagonalnog tipa magnetoplumbita. Njegov tipični predstavnik je barijev ferit BaFe₁₂O₁₉(također poznat kao barij konstantni porculan, barij magnetski porculan), koji je feritni tvrdi magnetski materijal s dobrim performansama, niskom cijenom i pogodan za industrijsku proizvodnju.

Ovaj materijal se ne može koristiti samo kao snimač, mikrofon, dizalo, telefon i magnet za razne instrumente u telekomunikacijskim uređajima, već se također koristi u tretmanu onečišćenja, medicinskoj biologiji i tiskanju zaslona.

Tvrdi feritni materijal drugi je glavni tvrdi magnetski materijal nakon tvrdih magnetskih metalnih materijala serije Al-Ni. Strojne komponente, mikrovalni uređaji i drugi obrambeni uređaji) otvaraju nove puteve za primjenu.

Žiromagnetizam magnetskih materijala znači da će pod djelovanjem dvaju međusobno okomitih istosmjernih magnetskih polja i magnetskih polja elektromagnetskih valova, kada se ravno polarizirani elektromagnetski val širi u određenom smjeru unutar materijala, njegova ravnina polarizacije kontinuirano rotirati oko smjera širenja . Fenomen, ova vrsta materijala sa žiromagnetskim svojstvima naziva se žiromagnetski materijal.

Pod djelovanjem istosmjernog magnetskog polja i magnetskog polja elektromagnetskog vala, kada se ravno polarizirani elektromagnetski val širi u određenom smjeru unutar materijala, njegova ravnina polarizacije neprestano će se okretati oko smjera širenja. Ova vrsta materijala sa žiromagnetskim svojstvima naziva se žiromagnetski materijal. Iako metalni magnetski H materijal također ima žiromagnetizam, zbog malog otpora i prevelikog gubitka vrtložnih struja, elektromagnetski val ne može prodrijeti duboko u unutrašnjost, već može ući samo u kožu debljine manje od 1 mikrona (poznato i kao učinak kože), pa se ne može koristiti. Stoga je primjena žiromagnetizma u magnetskim materijalima postala jedinstveno polje ferita.

Žiromagnetski fenomen se zapravo primjenjuje u pojasu od 100~100,000 MHz (ili u rasponu od metarskog vala do milimetarskog vala), pa se feritni žiromagnetski materijal naziva i mikrovalni ferit. Uobičajeno korišteni mikrovalni feriti uključuju magnezijev mangan ferit Mg-MnFe₂O₄, nikal bakar ferit Ni-CuFe₂O₄, nikal cink ferit Ni-ZnFe2O4 i itrij granat ferit 3Me₂O₃5Fe₂O₃(Me je trovalentni ion metala rijetke zemlje, kao što je Y^{3 plus}, Sm^{3 plus}, Gd^{3 plus}, Dy^{3 plus}, itd.)

Većina žiromagnetskih materijala su valni vodovi ili prijenosne linije koje odašilju mikrovalove u obliku različitih mikrovalnih uređaja, koji se uglavnom koriste u elektroničkoj opremi poput radara, komunikacija, navigacije, telemetrije i daljinskog upravljanja. Mikrovalni uređaji se uglavnom koriste u elektroničkoj opremi kao što su radar, komunikacija, navigacija, telemetrija i daljinsko upravljanje.

Momentni magnetski materijal odnosi se na feritni materijal s pravokutnom petljom histereze, kao što je prikazano na slici 4. Petlja histereze znači da nakon što se vanjsko magnetsko polje poveća do jakosti polja zasićenja plus Hs, od plus Hs do -Hs i zatim natrag do plus Hs, magnetska indukcija magnetskog materijala također se mijenja od plus Bs do - Bs se ponovno vraća na plus Bs, iskusna krivulja zatvorene petlje. Najčešće korišteni momentni magnetski materijali su magnezijev mangan ferit Mg-MnFe2O4 i litijev mangan ferit Li-MnFe2O4.

Ova vrsta materijala uglavnom se koristi kao memorijska jezgra raznih vrsta elektroničkih računala, a također se široko koristi u automatskom upravljanju, radarskoj navigaciji, svemirskoj navigaciji, prikazu informacija itd.

Iako postoje mnoge nove vrste memorije, magnetska memorija (posebno memorija s magnetskom jezgrom) i dalje zauzima vrlo važno mjesto u računalnoj tehnologiji zbog obilja sirovina, jednostavnog procesa, stabilnih performansi i niske cijene magnetskih materijala s feritnim momentom.

Piezomagnetski materijali odnose se na feritne materijale koji se mogu mehanički istegnuti ili skratiti (magnetostriktivni) u smjeru magnetskog polja kada su magnetizirani. Trenutno se najviše koriste nikal-cink ferit Ni-ZnFe₂O₄, nikal-bakar ferit Ni-CuFe₂O₄i nikal-magnezij ferit Ni-MgFe₂O₄i tako dalje.

Piezomagnetski materijali uglavnom se koriste u ultrazvučnim i podvodnim akustičnim uređajima, magnetoakustičkim uređajima, telekomunikacijskim uređajima, podvodnim televizorima, elektroničkim računalima i automatskim upravljačkim uređajima koji pretvaraju elektromagnetsku energiju i mehaničku energiju.

Iako piezoelektrični materijali i piezoelektrični keramički materijali (kao što je barijev titanat, itd.) imaju gotovo ista područja primjene, oni se zbog svojih različitih karakteristika primjenjuju u različitim uvjetima. Općenito se vjeruje da su feritni piezomagnetski materijali prikladni samo za frekvencijski pojas od desetaka tisuća herca, dok je primjenjivi frekvencijski pojas piezoelektrične keramike mnogo viši.

Osim gornje klasifikacije prema upotrebi, ferit se prema kemijskom sastavu može podijeliti na Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn ferit itd. Feriti istog kemijskog sastava (serije) mogu imati različite namjene. Na primjer, Ni-Zn ferit može se koristiti kao meki magnetski materijal, žiromagnetski ili piezomagnetski materijal, ali postoje razlike u formuli i postupku. Samo se promijeni.