Hvad er intervallet af magnetisk energiprodukt for ferritmagneter? Hvad er karakteristikaene for deres restmagnetisme og koercitivitet?

Magnetisk energiproduktsortiment af ferritmagneter

Ferritmagneter, også kendt som keramiske magneter, består primært af jernoxid (Fe₂O₃) kombineret med barium- eller strontiumcarbonat. De anvendes i vid udstrækning i forskellige anvendelser på grund af deres omkostningseffektivitet, korrosionsbestandighed og stabilitet under høje temperaturer. Det magnetiske energiprodukt (BHmax) er en nøgleparameter, der kvantificerer den maksimale magnetiske energi, der kan lagres i et magnetmateriale. For ferritmagneter ligger BHmax typisk fra 230 til 430 MT (megatesla) , hvilket svarer til cirka 32 til 59 kJ/m³ eller 1,8 til 4,2 MGOe (megagauss-øersted) . Dette interval indikerer, at ferritmagneter genererer svagere magnetfelter sammenlignet med højtydende magneter som neodym-jernbor (NdFeB) og samariumkobolt (SmCo) magneter, som har betydeligt højere BHmax-værdier.

Karakteristika for restmagnetisme i ferritmagneter

Restmagnetisme, ofte omtalt som remanens (Br), er den magnetfeltstyrke, der forbliver i en magnet, efter at den er blevet fuldt magnetiseret og derefter fjernet fra det eksterne magnetfelt. For ferritmagneter er restmagnetismen en kritisk parameter, der bestemmer deres evne til at opretholde et stabilt magnetfelt over tid.

• Størrelse : Restmagnetismen for ferritmagneter ligger typisk inden for området 3,9 til 4,2 kilogauss (kG) eller 390 til 420 millitesla (mT) . Denne værdi er relativt lavere sammenlignet med højtydende magneter, men er tilstrækkelig til mange anvendelser, hvor et stærkt magnetfelt ikke er påkrævet.
• Stabilitet : Ferritmagneter udviser god stabilitet i deres restmagnetisme over tid. Når de er magnetiseret, kan de opretholde deres restmagnetfelt i længere perioder uden væsentlig forringelse, hvilket gør dem velegnede til permanente magnetapplikationer.
• Temperaturafhængighed : Ferritmagneters restmagnetisme påvirkes af temperaturændringer. Når temperaturen stiger, falder restmagnetismen en smule, men denne effekt er generelt reversibel, når temperaturen vender tilbage til normale intervaller. Ferritmagneter har en negativ temperaturinduktionskoefficient (Br), hvilket betyder, at deres restmagnetisme falder med ca. 0,2 % pr. grad Celsius, som temperaturen stiger. Deres høje iboende koercitivitet forbedres dog med temperaturen, hvilket øger deres modstandsdygtighed over for afmagnetisering ved forhøjede temperaturer.

Karakteristika for koercitivitet i ferritmagneter

Koercitivitet (Hc) er den magnetiske feltstyrke, der kræves for fuldstændigt at afmagnetisere en magnet, der tidligere er blevet magnetiseret til dens mætningsfluxdensitet. Det er et mål for en magnets modstand mod afmagnetisering og er afgørende for at bestemme magnetens ydeevne i dynamiske magnetiske kredsløbsmiljøer.

• Høj koercitivitet : Ferritmagneter er kendt for deres høje koercitivitet, hvilket betyder, at de er meget modstandsdygtige over for at blive afmagnetiseret. Denne egenskab er afgørende for permanente magneter, da den sikrer, at magneten bevarer sine magnetiske egenskaber over tid og under forskellige driftsforhold. Koercitiviteten for ferritmagneter kan variere fra 170 til 400 kA/m (kiloampere pr. meter) , afhængigt af den specifikke sammensætning og fremstillingsproces.
• Anti-afmagnetiseringsevne : På grund af deres høje koercitivitet er ferritmagneter velegnede til arbejde i miljøer med store temperaturændringer og dynamiske magnetfelter. De kan modstå afmagnetiseringskræfter og bevare deres magnetiske egenskaber, hvilket gør dem ideelle til applikationer som motorer, generatorer og højttalere.
• Temperaturkoefficient : Ferritmagneter har en positiv temperaturkoefficient for den intrinsiske koercitivitet (Hci), hvilket betyder, at deres koercitivitet stiger med temperaturen. Specifikt ændrer koercitiviteten sig med ca. +0,27 % pr. grad Celsius, der stiger i temperaturen i forhold til omgivelserne. Denne egenskab gør ferritmagneter mere modstandsdygtige over for afmagnetisering ved forhøjede temperaturer, hvilket forbedrer deres ydeevne i højtemperaturapplikationer. Ved meget lave temperaturer kan deres koercitivitet dog falde, hvilket potentielt kan føre til afmagnetisering, hvis magneten udsættes for ekstremt kolde miljøer.

Praktiske implikationer og anvendelser

Kombinationen af ​​moderat restmagnetisme og høj koercitivitet gør ferritmagneter velegnede til en bred vifte af anvendelser, hvor omkostningseffektivitet, korrosionsbestandighed og stabilitet under høje temperaturer er vigtige. Nogle almindelige anvendelser omfatter:

• Motorer og generatorer : Ferritmagneter anvendes i vid udstrækning i elektriske motorer, generatorer og aktuatorer på grund af deres evne til at opretholde et stabilt magnetfelt under dynamiske forhold.
• Højttalere : Ferritmagneternes høje koercitivitet og gode temperaturstabilitet gør dem ideelle til brug i højttalere, hvor de giver et ensartet magnetfelt til lydgengivelse.
• Magnetiske separatorer : Ferritmagneter anvendes i magnetiske separatorer til at fjerne jernholdige forurenende stoffer fra væsker og pulvere på grund af deres korrosionsbestandighed og lave omkostninger.
• Køle- og HVAC-systemer : De bruges i ventilatormotorer, pumpemotorer og kompressorer i køle- og varme-, ventilations- og klimaanlæg (HVAC).
• Forbrugerelektronik : Ferritmagneter findes i forskellige elektroniske enheder, herunder højttalere, magnetiske låse og sensorer.
• Bilindustrien : De bruges i elektriske servostyringssystemer, bilsensorer og komponenter under motorhjelmen på grund af deres omkostningseffektivitet og korrosionsbestandighed.