Степени и параметри на феритни магнитни материали

Степени и параметри на мекия ферит

Манганово-цинкови (Mn-Zn) ферити

• Оценки Съществуват няколко вида Mn-Zn ферити, като например T38, T44 и T63. Всеки клас е проектиран да отговаря на специфични изисквания за производителност в различни приложения. Например, T38 често се използва в силови трансформатори, работещи на относително ниски честоти (50 - 60 Hz), поради високата си пропускливост и ниските загуби в ядрото при тези честоти. T44 е подходящ за средночестотни приложения, като импулсни захранвания, докато T63 се използва във високочестотни приложения до няколко мегахерца, като например в някои видове индуктори.
• Параметри
  • Пропускливост (μ) Mn-Zn феритите имат висока начална пропускливост, обикновено варираща от 1000 до 10000. Високата пропускливост позволява ефективно магнитно свързване и пренос на енергия в трансформатори и индуктори. Например, в силов трансформатор, ядрото с висока проницаемост намалява необходимия ток на намагнитване, подобрявайки общата ефективност на трансформатора.
  • Загуба в ядрото (P) Загубите в ядрото са ключов параметър, особено в приложенията, свързани с управление на мощността. Състои се от загуба на хистерезис и загуба на вихрови токове. Mn-Zn феритите са проектирани да минимизират загубите в ядрото при предвидените им работни честоти. При ниски честоти доминират загубите от хистерезис, докато при високи честоти загубите от вихрови токове стават по-значителни. Чрез оптимизиране на състава и микроструктурата, производителите могат да намалят и двата вида загуби.
  • Плътност на потока на насищане (Bs) Плътността на потока на насищане на Mn-Zn феритите е относително ниска, обикновено около 0,3 - 0,5 T. Това ограничава максималния магнитен поток, който може да бъде пренесен от ядрото, без да се стигне до насищане. Въпреки това, в много приложения, където не се изисква работа с висок магнитен поток, като например в трансформатори за обработка на сигнали, това не е основен недостатък.

Никел-цинкови (Ni-Zn) ферити

• Оценки Често срещаните степени включват N47, N72 и N97. N47 често се използва в широколентови трансформатори и EMI (електромагнитни смущения) филтри, работещи в честотния диапазон от 1 до 100 MHz. N72 е подходящ за приложения с по-висока честота до няколкостотин мегахерца, като например в антенни сърцевини за мобилни комуникационни устройства. N97 се използва в ултрависокочестотни приложения, като например в някои видове микровълнови компоненти.
• Параметри
  • Пропускливост (μ) Ni-Zn феритите имат по-ниски пропускливости в сравнение с Mn-Zn феритите, обикновено в диапазона от 10 - 1000. Тази по-ниска пропускливост се компенсира от способността им да работят на много по-високи честоти.
  • Съпротивление (ρ) Едно от ключовите предимства на Ni-Zn феритите е тяхното високо електрическо съпротивление, което може да достигне до 10⁸⁸⁸⁻⁹. 10¹⁰ ω·м. Високото съпротивление намалява загубите от вихрови токове при високи честоти, което ги прави идеални за високочестотни приложения.
  • Температура на Кюри (Tc) Температурата на Кюри на Ni-Zn феритите е относително висока, обикновено над 200°C. Това показва, че те могат да запазят магнитните си свойства в широк температурен диапазон, което е важно в приложения, където устройството може да бъде изложено на различни температури.

Твърди феритни класове и параметри

Стронциев ферит (SrFe₁₂O₁₉)

• Оценки Степените често се класифицират въз основа на техните магнитни свойства, като например степени с висок енергиен продукт (BH)max. Например, има стандартни класове с (BH)max от около 28 - 32 kJ/m³³ и високопроизводителни класове с (BH)max до 40 kJ/m³. Високоефективните марки се използват в приложения, където е необходимо силно и стабилно магнитно поле, като например във висок клас високоговорители и електрически двигатели.
• Параметри
  • Реманентност (Br) Стронциевите ферити имат относително висока реманентност, обикновено в диапазона от 0,35 - 0,45 T. Остатъчната магнитна индукция е плътността на магнитния поток, оставаща в материала след отстраняване на външното магнитно поле, а високата стойност показва, че магнитът може да задържи силно магнитно поле.
  • Коерцитивност (Hc) Коерцитивността на стронциевите ферити е висока, обикновено около 200 - 400 kA/m. Високата коерцитивност означава, че магнитът е устойчив на размагнетизиране, което е от съществено значение за приложенията с постоянни магнити.
  • Температурна стабилност Стронциевите ферити имат добра температурна стабилност. Магнитните им свойства се променят сравнително малко в широк температурен диапазон, обикновено от - 40°C до 150°C. Това ги прави подходящи за употреба на открито и в автомобилни приложения, където температурните колебания са често срещани.

Бариев ферит (BaFe₁₂O₁₉)

• Оценки Подобно на стронциевите ферити, бариевите ферити също се класифицират въз основа на техните магнитни свойства. Има марки с общо предназначение и марки с висока производителност. Високоефективните марки се използват в приложения, където се изисква висока магнитна якост и стабилност, като например в магнитни носители за запис и високопрецизни сензори.
• Параметри
  • Реманентност (Br) Бариевите ферити имат остатъчна електрическа енергия в диапазона от 0,3 - 0,4 T, което е сравнимо с това на стронциевите ферити.
  • Коерцитивност (Hc) Коерцитивността на бариевите ферити също е висока, около 150 - 350 kA/m. Тази висока коерцитивност гарантира, че магнитът може да издържи на външни магнитни полета и механични натоварвания, без да губи своята намагнитеност.
  • Устойчивост на корозия Бариевите ферити имат отлична устойчивост на корозия. Те са по-малко склонни да реагират с влага и други фактори на околната среда в сравнение с някои други магнитни материали, което ги прави подходящи за употреба в тежки условия.

Заключение

Видовете и параметрите на феритните магнитни материали играят решаваща роля при определянето на тяхната пригодност за различни приложения. Меките ферити, с високата си пропускливост и ниски загуби в ядрото при определени честоти, са идеални за трансформатори и индуктори. Твърдите ферити, от друга страна, с високата си реманентност и коерцитивност, се използват като постоянни магнити в широк спектър от устройства. Разбирането на тези степени и параметри позволява на инженерите и дизайнерите да изберат най-подходящия феритен магнитен материал за своите специфични нужди, осигурявайки оптимална производителност и надеждност на крайния продукт.