Grados y parámetros del material magnético de ferrita

Grados y parámetros de la ferrita blanda

Ferritas de manganeso-zinc (Mn-Zn)

• Calificaciones :Existen varios grados de ferritas Mn - Zn, como T38, T44 y T63. Cada grado está diseñado para cumplir requisitos de rendimiento específicos en diferentes aplicaciones. Por ejemplo, el T38 se utiliza a menudo en transformadores de potencia que operan a frecuencias relativamente bajas (50 - 60 Hz) debido a su alta permeabilidad y baja pérdida de núcleo en estas frecuencias. El T44 es adecuado para aplicaciones de frecuencia media, como fuentes de alimentación de modo conmutado, mientras que el T63 se utiliza en aplicaciones de alta frecuencia de hasta unos pocos megahercios, como en algunos tipos de inductores.
• Parámetros
  • Permeabilidad (μ) :Las ferritas de Mn-Zn tienen permeabilidades iniciales elevadas, que normalmente oscilan entre 1000 y 10000. La alta permeabilidad permite un acoplamiento magnético eficiente y la transferencia de energía en transformadores e inductores. Por ejemplo, en un transformador de potencia, un núcleo de alta permeabilidad reduce la corriente de magnetización requerida, mejorando la eficiencia general del transformador.
  • Pérdida de núcleo (P) La pérdida del núcleo es un parámetro crucial, especialmente en aplicaciones de manejo de potencia. Consiste en pérdida por histéresis y pérdida por corrientes parásitas. Las ferritas Mn - Zn están diseñadas para minimizar la pérdida del núcleo en las frecuencias operativas previstas. A bajas frecuencias, predomina la pérdida por histéresis, mientras que a altas frecuencias, la pérdida por corrientes de Foucault se vuelve más significativa. Al optimizar la composición y la microestructura, los fabricantes pueden reducir ambos tipos de pérdidas.
  • Densidad de flujo de saturación (Bs) :La densidad de flujo de saturación de las ferritas de Mn - Zn es relativamente baja, normalmente alrededor de 0,3 - 0,5 T. Esto limita el flujo magnético máximo que puede transportar el núcleo sin entrar en saturación. Sin embargo, en muchas aplicaciones donde no se requiere operación de alto flujo, como en transformadores de procesamiento de señales, esto no es un inconveniente importante.

Ferritas de níquel-zinc (Ni-Zn)

• Calificaciones Los grados comunes incluyen N47, N72 y N97. N47 se utiliza a menudo en transformadores de banda ancha y filtros EMI (interferencia electromagnética) que operan en el rango de frecuencia de 1 a 100 MHz. N72 es adecuado para aplicaciones de frecuencias más altas, de hasta varios cientos de megahercios, como en núcleos de antenas para dispositivos de comunicación móviles. El N97 se utiliza en aplicaciones de frecuencia ultra alta, como en algunos tipos de componentes de microondas.
• Parámetros
  • Permeabilidad (μ) :Las ferritas de Ni - Zn tienen permeabilidades más bajas en comparación con las ferritas de Mn - Zn, típicamente en el rango de 10 a 1000. Esta menor permeabilidad se compensa con su capacidad de operar a frecuencias mucho más altas.
  • Resistividad (ρ) :Una de las principales ventajas de las ferritas de Ni - Zn es su alta resistividad eléctrica, que puede ser tan alta como 10⁸ - 10¹⁰ ω·metro. La alta resistividad reduce las pérdidas por corrientes parásitas a altas frecuencias, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta frecuencia.
  • Temperatura de Curie (Tc) :La temperatura de Curie de las ferritas de Ni - Zn es relativamente alta, generalmente superior 200°C. Esto indica que pueden mantener sus propiedades magnéticas en un amplio rango de temperatura, lo que es importante en aplicaciones donde el dispositivo puede estar expuesto a diferentes temperaturas.

Grados y parámetros de la ferrita dura

Ferrita de estroncio (SrFe₁₂O₁₉)

• Calificaciones Los grados a menudo se clasifican en función de sus propiedades magnéticas, como los grados de producto de alta energía (BH)max. Por ejemplo, existen grados de rendimiento estándar con un (BH)máx de alrededor de 28 - 32 kJ/m³ y calidades de alto rendimiento con un (BH)máx. de hasta 40 kJ/m³. Los grados de alto rendimiento se utilizan en aplicaciones donde se requiere un campo magnético fuerte y estable, como en altavoces de alta gama y motores eléctricos.
• Parámetros
  • Remanencia (Br) Las ferritas de estroncio tienen una remanencia relativamente alta, típicamente en el rango de 0,35 a 0,45 T. La remanencia es la densidad de flujo magnético que queda en el material después de eliminar el campo magnético externo, y un valor alto indica que el imán puede retener un campo magnético fuerte.
  • Coercitividad (Hc) La coercitividad de las ferritas de estroncio es alta, normalmente alrededor de 200 - 400 kA/m. Una alta coercitividad significa que el imán es resistente a la desmagnetización, lo cual es esencial para aplicaciones de imanes permanentes.
  • Estabilidad de la temperatura :Las ferritas de estroncio tienen una buena estabilidad de temperatura. Sus propiedades magnéticas cambian relativamente poco en un amplio rango de temperaturas, típicamente de - 40°C a 150°C. Esto los hace adecuados para su uso en aplicaciones exteriores y automotrices donde las variaciones de temperatura son comunes.

Ferrita de bario (BaFe₁₂O₁₉)

• Calificaciones :Al igual que las ferritas de estroncio, las ferritas de bario también se clasifican en función de sus propiedades magnéticas. Existen calidades de uso general y calidades de alto rendimiento. Los grados de alto rendimiento se utilizan en aplicaciones donde se requiere alta resistencia y estabilidad magnética, como en medios de grabación magnética y sensores de alta precisión.
• Parámetros
  • Remanencia (Br) Las ferritas de bario tienen una remanencia en el rango de 0,3 - 0,4 T, que es comparable a la de las ferritas de estroncio.
  • Coercitividad (Hc) La coercitividad de las ferritas de bario también es alta, alrededor de 150 - 350 kA/m. Esta alta coercitividad garantiza que el imán pueda soportar campos magnéticos externos y tensiones mecánicas sin perder su magnetización.
  • Resistencia a la corrosión :Las ferritas de bario tienen una excelente resistencia a la corrosión. Tienen menos probabilidades de reaccionar con la humedad y otros factores ambientales en comparación con otros materiales magnéticos, lo que los hace adecuados para su uso en entornos hostiles.

Conclusión

Los grados y parámetros de los materiales magnéticos de ferrita juegan un papel crucial a la hora de determinar su idoneidad para diversas aplicaciones. Las ferritas blandas, con su alta permeabilidad y baja pérdida de núcleo a frecuencias específicas, son ideales para transformadores e inductores. Las ferritas duras, por otro lado, con su alta remanencia y coercitividad, se utilizan como imanes permanentes en una amplia gama de dispositivos. Comprender estos grados y parámetros permite a los ingenieros y diseñadores seleccionar el material magnético de ferrita más apropiado para sus necesidades específicas, garantizando un rendimiento óptimo y la confiabilidad del producto final.