Feritni cilindrični magnet

Feritni cilindrični magnet

Uporabe in sorte feritnih magnetnih materialov so se povečale z razvojem proizvodnje. Glede na uporabo lahko ferit razdelimo v pet kategorij: mehki magnetni, trdi magnetni, žiromagnetni, momentni magnetni in piezomagnetni.

Mehki magnetni material se nanaša na feritni material, ki ga je enostavno magnetizirati in razmagnetiti pod šibkim magnetnim poljem (kot je prikazano na sliki 1). Tipični predstavniki mehkih magnetnih materialov so manganov cink ferit Mn-ZnFe₂O₄in nikelj cink ferit Ni-ZnFe₂O₄.

Mehki magnetni ferit je feritni material s široko uporabo, veliko količino, številnimi različicami in visoko izhodno vrednostjo med različnimi ferite. Trenutno je na svetu na desetine vrst, proizvedenih v serijah, letna proizvodnja pa je dosegla več kot deset tisoč ton.

Mehki ferit se v glavnem uporablja kot različne induktivne komponente, kot so jedra filtrov, jedra transformatorjev, antenska jedra, odklonska jedra, snemalne in video glave na magnetni trak ter snemalne glave za večkanalne komunikacije.

Na splošno je kristalna struktura mehkega ferita tipa kubičnega spinela, ki se uporablja v zvočnih frekvencah do zelo visokofrekvenčnega pasu (1 kHz-300 MHz). Vendar pa je zgornja meja pogostosti uporabe mehkega magnetnega materiala s šesterokotno kristalno strukturo magnetoplumbita nekajkrat višja kot pri spinelnem tipu.

Trdi magnetni materiali so v primerjavi z mehkimi magnetnimi materiali. Nanaša se na feritni material, ki ga po magnetizaciji ni enostavno razmagnetiti, vendar lahko dolgo časa ohrani magnetizem. Zato ga včasih imenujemo tudi trajni magnetni material ali trajni magnetni material).

Kristalna struktura trdih magnetnih materialov je večinoma heksagonalni magnetoplumbitni tip. Njegov tipični predstavnik je barijev ferit BaFe₁₂O₁₉(znan tudi kot barijev konstantni porcelan, barijev magnetni porcelan), ki je feritni trdi magnetni material z dobrimi zmogljivostmi, nizkimi stroški in primeren za industrijsko proizvodnjo.

Ta material ni mogoče uporabiti samo kot snemalnik, mikrofon, dvigalo, telefon in magnet za različne instrumente v telekomunikacijskih napravah, ampak se uporablja tudi pri čiščenju onesnaževanja, medicinski biologiji in tiskanju zaslonov.

Trdi feritni material je drugi glavni trdi magnetni material za trdimi magnetnimi kovinskimi materiali serije Al-Ni. Strojne komponente, mikrovalovne naprave in druge obrambne naprave) odpirajo nove možnosti za aplikacije.

Žiromagnetizem magnetnih materialov pomeni, da se pod delovanjem dveh medsebojno pravokotnih enosmernih magnetnih polj in magnetnih polj elektromagnetnega valovanja, ko se ravninsko polariziran elektromagnetni val širi v določeni smeri znotraj materiala, njegova polarizacijska ravnina nenehno vrti okoli smeri širjenja. . Pojav, ta vrsta materiala z žiromagnetnimi lastnostmi se imenuje žiromagnetni material.

Pod delovanjem enosmernega magnetnega polja in magnetnega polja elektromagnetnega valovanja, ko se ravninsko polarizirani elektromagnetni val širi v določeni smeri znotraj materiala, se njegova polarizacijska ravnina nenehno vrti okoli smeri širjenja. Tovrsten material z žiromagnetnimi lastnostmi imenujemo žiromagnetni material. Čeprav ima kovinski magnetni H material tudi žiromagnetizem, zaradi majhne upornosti in prevelike izgube vrtinčnih tokov elektromagnetno valovanje ne more prodreti globoko v notranjost, ampak lahko vstopi le v kožo z debelino manjšo od 1 mikrona (znano tudi kot kožni učinek), zato ga ni mogoče uporabiti. Zato je uporaba žiromagnetizma v magnetnih materialih postala edinstveno področje ferita.

Žiromagnetni pojav se dejansko uporablja v pasu 100~100,000 MHz (ali v območju od metrskega do milimetrskega vala), zato se feritni žiromagnetni material imenuje tudi mikrovalovni ferit. Običajno uporabljeni mikrovalovni feriti vključujejo magnezijev manganov ferit Mg-MnFe₂O₄, nikelj baker ferit Ni-CuFe₂O₄, nikelj cink ferit Ni-ZnFe2O4 in itrijev granat ferit 3Me₂O₃5Fe₂O₃(Me je trivalentni ioni redkih zemeljskih kovin, kot je Y^{3 plus}, Sm^{3 plus}, Gd^{3 plus}, Dy^{3 plus}, itd.)

Večina žiromagnetnih materialov je valovodov ali prenosnih linij, ki oddajajo mikrovalove in tvorijo različne mikrovalovne naprave, ki se večinoma uporabljajo v elektronski opremi, kot so radarji, komunikacije, navigacija, telemetrija in daljinsko upravljanje. Mikrovalovne naprave se večinoma uporabljajo v elektronski opremi, kot so radar, komunikacija, navigacija, telemetrija in daljinsko upravljanje.

Trenutni magnetni material se nanaša na feritni material s pravokotno histerezno zanko, kot je prikazano na sliki 4. Histerezna zanka pomeni, da ko se zunanje magnetno polje poveča do nasičene poljske jakosti plus Hs, od plus Hs do -Hs in nato nazaj do plus Hs, se tudi magnetna indukcija magnetnega materiala spremeni iz plus Bs v - Bs se spet vrne na plus Bs, doživeta krivulja zaprte zanke. Najpogosteje uporabljena momentna magnetna materiala sta magnezijev manganov ferit Mg-MnFe2O4 in litijev manganov ferit Li-MnFe2O4.

Ta vrsta materiala se v glavnem uporablja kot pomnilniško jedro različnih vrst elektronskih računalnikov, pogosto pa se uporablja tudi pri avtomatskem nadzoru, radarski navigaciji, vesoljski navigaciji, prikazovanju informacij itd.

Čeprav obstaja veliko novih vrst pomnilnika, ima magnetni pomnilnik (zlasti pomnilnik z magnetnim jedrom) še vedno zelo pomemben položaj v računalniški tehnologiji zaradi obilice surovin, preprostega postopka, stabilnega delovanja in nizke cene magnetnih materialov s feritnim momentom.

Piezomagnetni materiali se nanašajo na feritne materiale, ki jih je mogoče mehansko raztegniti ali skrajšati (magnetostriktivno) v smeri magnetnega polja, ko so magnetizirani. Trenutno najbolj razširjeni so nikelj-cink ferit Ni-ZnFe₂O₄, nikelj-baker ferit Ni-CuFe₂O₄in nikelj-magnezijev ferit Ni-MgFe₂O₄in tako naprej.

Piezomagnetni materiali se uporabljajo predvsem v ultrazvočnih in podvodnih akustičnih napravah, magnetno-akustičnih napravah, telekomunikacijskih napravah, podvodnih televizorjih, elektronskih računalnikih in napravah za avtomatsko krmiljenje, ki pretvarjajo elektromagnetno energijo in mehansko energijo.

Čeprav imajo piezoelektrični materiali in piezoelektrični keramični materiali (kot je barijev titanat itd.) skoraj enaka področja uporabe, se zaradi različnih lastnosti uporabljajo pod različnimi pogoji. Na splošno velja, da so feritni piezomagnetni materiali primerni samo za frekvenčni pas več deset tisoč hercev, medtem ko je veljavni frekvenčni pas piezoelektrične keramike veliko višji.

Poleg zgornje razvrstitve glede na uporabo lahko ferit po kemični sestavi razdelimo na Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn ferit itd. Feriti z enako kemijsko sestavo (serijo) imajo lahko različne uporabe. Na primer, Ni-Zn ferit se lahko uporablja kot mehki magnetni material, žiromagnetni ali piezomagnetni material, vendar obstajajo razlike v formuli in postopku. Samo spremeni se.