Mikä on ferriittimagneettien magneettisen energiatulon alue? Mitkä ovat niiden jäännösmagnetismin ja koersitiivisuuden ominaisuudet?

Ferriittimagneettien magneettinen energiatuotevalikoima

Ferriittimagneetit, jotka tunnetaan myös keraamisina magneetteina, koostuvat pääasiassa rautaoksidista (Fe₂O₃) yhdistettynä bariumiin tai strontiumkarbonaattiin. Niitä käytetään laajalti erilaisissa sovelluksissa niiden kustannustehokkuuden, korroosionkestävyyden ja korkeiden lämpötilojen vakauden ansiosta. Magneettinen energiatulo (BHmax) on keskeinen parametri, joka ilmaisee magneettimateriaaliin varastoitavan suurimman magneettisen energian. Ferriittimagneettien BHmax vaihtelee tyypillisesti välillä 230–430 MT (megateslaa) , mikä vastaa noin 32–59 kJ/m³ tai 1,8–4,2 MGOe (megagauss-Örsted) . Tämä alue osoittaa, että ferriittimagneetit tuottavat heikompia magneettikenttiä verrattuna tehokkaisiin magneetteihin, kuten neodyymirautabooriin (NdFeB) ja samariumkobolttiin (SmCo), joiden BHmax-arvot ovat huomattavasti korkeammat.

Ferriittimagneettien jäännösmagnetismin ominaisuudet

Jäännösmagnetismi, jota usein kutsutaan remanenssiksi (Br), on magneettikentän voimakkuus, joka jää magneettiin sen jälkeen, kun se on täysin magnetoitu ja poistettu ulkoisesta magneettikentästä. Ferriittimagneeteilla jäännösmagnetismi on kriittinen parametri, joka määrittää niiden kyvyn ylläpitää vakaa magneettikenttä ajan kuluessa.

• Magnitudi : Ferriittimagneettien jäännösmagnetismi on tyypillisesti 3,9–4,2 kilogaussin (kG) tai 390–420 milliteslan (mT) välillä. Tämä arvo on suhteellisen alhainen verrattuna tehokkaisiin magneetteihin, mutta se riittää moniin sovelluksiin, joissa voimakasta magneettikenttää ei tarvita.
• Stabiilisuus : Ferriittimagneetit säilyttävät jäännösmagneettisuusnsa hyvin ajan kuluessa. Magnetisoinnin jälkeen ne voivat säilyttää jäännösmagneettikenttänsä pitkiä aikoja ilman merkittävää heikkenemistä, mikä tekee niistä sopivia kestomagneettisovelluksiin.
• Lämpötilariippuvuus : Ferriittimagneettien jäännösmagnetismiin vaikuttavat lämpötilan muutokset. Lämpötilan noustessa jäännösmagnetismi pienenee hieman, mutta tämä vaikutus on yleensä palautuva, kun lämpötila palaa normaalille tasolle. Ferriittimagneeteilla on negatiivinen induktiolämpötilakerroin (Br), mikä tarkoittaa, että niiden jäännösmagnetismi pienenee noin 0,2 % celsiusastetta kohden lämpötilan nousussa. Niiden korkea sisäinen koersitiivisuus kuitenkin paranee lämpötilan noustessa, mikä parantaa niiden vastustuskykyä demagnetisoitumiselle korkeissa lämpötiloissa.

Ferriittimagneettien koersitiivisuuden ominaisuudet

Koersitiivisuus (Hc) on magneettikentän voimakkuus, joka tarvitaan aiemmin kyllästymisvuontiheyteen magnetoidun magneetin täydelliseen demagnetisointiin. Se mittaa magneetin vastustuskykyä demagnetisoitumiselle ja on ratkaisevan tärkeä magneetin suorituskyvyn määrittämisessä dynaamisissa magneettipiiriympäristöissä.

• Korkea koersitiivisuus : Ferriittimagneetit tunnetaan korkeasta koersitiivisuudestaan, mikä tarkoittaa, että ne ovat erittäin vastustuskykyisiä demagnetisoitumiselle. Tämä ominaisuus on olennainen kestomagneeteille, koska se varmistaa, että magneetti säilyttää magneettiset ominaisuutensa ajan kuluessa ja erilaisissa käyttöolosuhteissa. Ferriittimagneettien koersitiivisuus voi vaihdella 170–400 kA/m (kiloampeeria metriä kohden) koostumuksesta ja valmistusprosessista riippuen.
• Demagnetisoitumisen estokyky : Korkean koersitiivisuutensa ansiosta ferriittimagneetit soveltuvat työskentelyyn ympäristöissä, joissa on suuria lämpötilanvaihteluita ja dynaamisia magneettikenttiä. Ne kestävät demagnetisoivia voimia ja säilyttävät magneettiset ominaisuutensa, mikä tekee niistä ihanteellisia sovelluksille, kuten moottoreille, generaattoreille ja kaiuttimille.
• Lämpötilakerroin : Ferriittimagneeteilla on positiivinen luontainen koersitiivisuus (Hci), mikä tarkoittaa, että niiden koersitiivisuus kasvaa lämpötilan noustessa. Tarkemmin sanottuna koersitiivisuus muuttuu noin +0,27 % celsiusastetta kohden, kun lämpötila nousee ympäristön lämpötilasta. Tämä ominaisuus tekee ferriittimagneeteista kestävämpiä demagnetisoitumiselle korkeissa lämpötiloissa, mikä parantaa niiden suorituskykyä korkean lämpötilan sovelluksissa. Hyvin matalissa lämpötiloissa niiden koersitiivisuus voi kuitenkin laskea, mikä voi johtaa demagnetisoitumiseen, jos magneetti altistetaan erittäin kylmille ympäristöille.

Käytännön vaikutukset ja sovellukset

Kohtuullisen jäännösmagnetismin ja korkean koersitiivisuuden yhdistelmä tekee ferriittimagneeteista sopivia monenlaisiin sovelluksiin, joissa kustannustehokkuus, korroosionkestävyys ja stabiilius korkeissa lämpötiloissa ovat tärkeitä. Joitakin yleisiä sovelluksia ovat:

• Moottorit ja generaattorit : Ferriittimagneetteja käytetään laajalti sähkömoottoreissa, generaattoreissa ja toimilaitteissa, koska ne pystyvät ylläpitämään vakaan magneettikentän dynaamisissa olosuhteissa.
• Kaiuttimet : Ferriittimagneettien korkea koersitiivisuus ja hyvä lämpötilankestävyys tekevät niistä ihanteellisia käytettäväksi kaiuttimissa, joissa ne tarjoavat tasaisen magneettikentän äänentoistoa varten.
• Magneettierottelijat : Ferriittimagneetteja käytetään magneettierottimissa rautapitoisten epäpuhtauksien poistamiseen nesteistä ja jauheista niiden korroosionkestävyyden ja alhaisten kustannusten vuoksi.
• Jäähdytys- ja LVI-järjestelmät : Niitä käytetään puhaltimoottoreissa, pumppumoottoreissa ja kompressoreissa jäähdytys- ja lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmissä (LVI).
• Kulutuselektroniikka : Ferriittimagneetteja löytyy useista elektronisista laitteista, kuten kaiuttimista, magneettisista salvoista ja antureista.
• Autoteollisuus : Niitä käytetään sähköisissä ohjaustehostimissa, autojen antureissa ja konepellin alla olevissa komponenteissa niiden kustannustehokkuuden ja korroosionkestävyyden vuoksi.