Vrste i parametri feritnih magnetskih materijala

Vrste i parametri mekog ferita

Mangan-cinkovi (Mn-Zn) feriti

• Ocjene Postoji nekoliko vrsta Mn-Zn ferita, kao što su T38, T44 i T63. Svaka je klasa dizajnirana kako bi zadovoljila specifične zahtjeve performansi u različitim primjenama. Na primjer, T38 se često koristi u energetskim transformatorima koji rade na relativno niskim frekvencijama (50 - 60 Hz) zbog svoje visoke permeabilnosti i niskih gubitaka u jezgri na tim frekvencijama. T44 je prikladan za srednjefrekventne primjene poput preklopnih napajanja, dok se T63 koristi u visokofrekventnim primjenama do nekoliko megaherca, kao što su neke vrste induktora.
• Parametri
  • Propusnost (μ) Mn-Zn feriti imaju visoke početne permeabilnosti, obično u rasponu od 1000 do 10000. Visoka permeabilnost omogućuje učinkovito magnetsko spajanje i prijenos energije u transformatorima i induktorima. Na primjer, u energetskom transformatoru, jezgra visoke permeabilnosti smanjuje potrebnu struju magnetiziranja, poboljšavajući ukupnu učinkovitost transformatora.
  • Gubitak jezgre (P) Gubitak u jezgri je ključni parametar, posebno u primjenama koje se odnose na upravljanje snagom. Sastoji se od gubitka histereze i gubitka vrtložne struje. Mn-Zn feriti su dizajnirani kako bi se smanjili gubici u jezgri na njihovim predviđenim radnim frekvencijama. Na niskim frekvencijama dominira gubitak histereze, dok na visokim frekvencijama gubitak vrtložne struje postaje značajniji. Optimizacijom sastava i mikrostrukture, proizvođači mogu smanjiti obje vrste gubitaka.
  • Gustoća zasićenja (Bs) Gustoća zasićenja fluksa Mn-Zn ferita je relativno niska, obično oko 0,3 - 0,5 T. To ograničava maksimalni magnetski tok koji jezgra može prenijeti bez ulaska u zasićenje. Međutim, u mnogim primjenama gdje nije potreban rad s visokim fluksom, kao što su transformatori za obradu signala, to nije veliki nedostatak.

Nikl-cinkov (Ni-Zn) feriti

• Ocjene Uobičajene ocjene uključuju N47, N72 i N97. N47 se često koristi u širokopojasnim transformatorima i EMI (elektromagnetski interferencijski) filterima koji rade u frekvencijskom rasponu od 1 - 100 MHz. N72 je pogodan za primjene viših frekvencija do nekoliko stotina megaherca, kao što su jezgre antena za mobilne komunikacijske uređaje. N97 se koristi u ultravisokim frekvencijama, kao što su neke vrste mikrovalnih komponenti.
• Parametri
  • Propusnost (μ) Ni-Zn feriti imaju niže permeabilnosti u usporedbi s Mn-Zn feritima, obično u rasponu od 10 - 1000. Ova niža propusnost kompenzirana je njihovom sposobnošću rada na mnogo višim frekvencijama.
  • Otpornost (ρ) Jedna od ključnih prednosti Ni-Zn ferita je njihova visoka električna otpornost, koja može doseći i do 10⁸⁸⁸⁻⁹. 10¹⁰ ω·m. Visoka otpornost smanjuje gubitke vrtložnih struja na visokim frekvencijama, što ih čini idealnim za visokofrekventne primjene.
  • Curiejeva temperatura (Tc) Curiejeva temperatura Ni-Zn ferita je relativno visoka, obično iznad 200°C. To ukazuje na to da mogu održati svoja magnetska svojstva u širokom temperaturnom rasponu, što je važno u primjenama gdje uređaj može biti izložen različitim temperaturama.

Vrste i parametri tvrdog ferita

Stroncijev ferit (SrFe₁₂O₁₉)

• Ocjene Vrste se često klasificiraju na temelju svojih magnetskih svojstava, kao što su vrste s visokim energetskim produktom (BH)max. Na primjer, postoje standardne klase performansi s (BH)max od oko 28 - 32 kJ/m³ i visokoučinkovite vrste s (BH)max do 40 kJ/m³. Visokoučinkovite vrste se koriste u primjenama gdje je potrebno jako i stabilno magnetsko polje, kao što su vrhunski zvučnici i elektromotori.
• Parametri
  • Remanencija (Br) Stroncijevi feriti imaju relativno visoku remanenciju, obično u rasponu od 0,35 - 0,45 T. Remanencija je gustoća magnetskog toka koja ostaje u materijalu nakon uklanjanja vanjskog magnetskog polja, a visoka vrijednost ukazuje na to da magnet može zadržati jako magnetsko polje.
  • Koercitivnost (Hc) Koercitivnost stroncijevih ferita je visoka, obično oko 200 - 400 kA/m. Visoka koercitivnost znači da je magnet otporan na demagnetizaciju, što je bitno za primjene s permanentnim magnetima.
  • Temperaturna stabilnost Stroncijevi feriti imaju dobru temperaturnu stabilnost. Njihova magnetska svojstva se relativno malo mijenjaju u širokom temperaturnom rasponu, obično od - 40°C do 150°C. Zbog toga su prikladni za upotrebu na otvorenom i u automobilskoj industriji gdje su uobičajene temperaturne varijacije.

Barijev ferit (BaFe₁₂O₁₉)

• Ocjene Slično stroncijevim feritima, barijevi feriti se također ocjenjuju na temelju svojih magnetskih svojstava. Postoje vrste opće namjene i vrste visokih performansi. Visokoučinkovite vrste se koriste u primjenama gdje je potrebna visoka magnetska čvrstoća i stabilnost, kao što su magnetski mediji za snimanje i visokoprecizni senzori.
• Parametri
  • Remanencija (Br) Barijevi feriti imaju remanenciju u rasponu od 0,3 - 0,4 T, što je usporedivo s remanencijom stroncijevih ferita.
  • Koercitivnost (Hc) Koercitivnost barijevih ferita je također visoka, oko 150 - 350 kA/m. Ova visoka koercitivnost osigurava da magnet može izdržati vanjska magnetska polja i mehanička naprezanja bez gubitka magnetizacije.
  • Otpornost na koroziju Barijev ferit ima izvrsnu otpornost na koroziju. Manje je vjerojatno da će reagirati s vlagom i drugim čimbenicima okoline u usporedbi s nekim drugim magnetskim materijalima, što ih čini prikladnima za upotrebu u teškim uvjetima.

Zaključak

Vrste i parametri feritnih magnetskih materijala igraju ključnu ulogu u određivanju njihove prikladnosti za različite primjene. Meki feriti, s visokom permeabilnošću i niskim gubitkom jezgre na određenim frekvencijama, idealni su za transformatore i induktore. S druge strane, tvrdi feriti, sa svojom visokom remanencijom i koercitivnošću, koriste se kao permanentni magneti u širokom rasponu uređaja. Razumijevanje ovih stupnjeva i parametara omogućuje inženjerima i dizajnerima da odaberu najprikladniji feritni magnetski materijal za svoje specifične potrebe, osiguravajući optimalne performanse i pouzdanost konačnog proizvoda.