Wat is het bereik van het magnetische energieproduct van ferrietmagneten? Wat zijn de kenmerken van hun restmagnetisme en coërciviteit?
Magnetische energieproductreeks van ferrietmagneten
Ferrietmagneten, ook bekend als keramische magneten, bestaan voornamelijk uit ijzeroxide (Fe₂O₃) gecombineerd met barium- of strontiumcarbonaat. Ze worden veel gebruikt in verschillende toepassingen vanwege hun kosteneffectiviteit, corrosiebestendigheid en stabiliteit bij hoge temperaturen. Het magnetische energieproduct (BHmax) is een belangrijke parameter die de maximale magnetische energie kwantificeert die kan worden opgeslagen in een magneetmateriaal. Voor ferrietmagneten varieert de BHmax doorgaans van 230 tot 430 MT (megatesla) , wat overeenkomt met ongeveer 32 tot 59 kJ/m³ of 1,8 tot 4,2 MGOe (megagauss-oersteds) . Dit bereik geeft aan dat ferrietmagneten zwakkere magnetische velden genereren in vergelijking met hoogwaardige magneten zoals neodymium-ijzer-borium (NdFeB) en samarium-kobalt (SmCo) magneten, die aanzienlijk hogere BHmax-waarden hebben.
Kenmerken van restmagnetisme in ferrietmagneten
Restmagnetisme, vaak aangeduid als remanentie (Br), is de magnetische veldsterkte die in een magneet overblijft nadat deze volledig is gemagnetiseerd en vervolgens uit het externe magnetische veld is verwijderd. Voor ferrietmagneten is restmagnetisme een kritische parameter die hun vermogen bepaalt om een stabiel magnetisch veld in de loop van de tijd te behouden.
- Magnitude : Het restmagnetisme van ferrietmagneten ligt doorgaans tussen 3,9 en 4,2 kilogauss (kG) of 390 en 420 millitesla (mT) . Deze waarde is relatief lager in vergelijking met hoogwaardige magneten, maar is voldoende voor veel toepassingen waar geen sterk magnetisch veld vereist is.
- Stabiliteit : Ferrietmagneten vertonen een goede stabiliteit in hun restmagnetisme in de loop van de tijd. Eenmaal gemagnetiseerd, kunnen ze hun restmagnetisch veld langdurig behouden zonder significante degradatie, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen met permanente magneten.
- Temperatuurafhankelijkheid : Het restmagnetisme van ferrietmagneten wordt beïnvloed door temperatuurveranderingen. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt het restmagnetisme licht af, maar dit effect is over het algemeen omkeerbaar wanneer de temperatuur weer normaal wordt. Ferrietmagneten hebben een negatieve inductiecoëfficiënt (Br), wat betekent dat hun restmagnetisme met ongeveer 0,2% afneemt per graad Celsius temperatuurstijging. Hun hoge intrinsieke coërciviteit neemt echter toe met de temperatuur, waardoor hun weerstand tegen demagnetisatie bij verhoogde temperaturen toeneemt.
Kenmerken van coërciviteit in ferrietmagneten
Coërciviteit (Hc) is de magnetische veldsterkte die nodig is om een magneet volledig te demagnetiseren die eerder tot zijn verzadigingsfluxdichtheid is gemagnetiseerd. Het is een maat voor de weerstand van een magneet tegen demagnetisatie en is cruciaal voor het bepalen van de prestaties van de magneet in dynamische magnetische circuitomgevingen.
- Hoge coërciviteit : Ferrietmagneten staan bekend om hun hoge coërciviteit, wat betekent dat ze zeer goed bestand zijn tegen demagnetiseren. Deze eigenschap is essentieel voor permanente magneten, omdat deze ervoor zorgt dat de magneet zijn magnetische eigenschappen behoudt, zowel in de loop van de tijd als onder verschillende bedrijfsomstandigheden. De coërciviteit van ferrietmagneten kan variëren van 170 tot 400 kA/m (kiloampère per meter) , afhankelijk van de specifieke samenstelling en het productieproces.
- Anti-demagnetiserend vermogen : Dankzij hun hoge coërciviteit zijn ferrietmagneten geschikt voor gebruik in omgevingen met grote temperatuurschommelingen en dynamische magnetische velden. Ze zijn bestand tegen demagnetiserende krachten en behouden hun magnetische eigenschappen, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen zoals motoren, generatoren en luidsprekers.
- Temperatuurcoëfficiënt : Ferrietmagneten hebben een positieve temperatuurcoëfficiënt van intrinsieke coërciviteit (Hci), wat betekent dat hun coërciviteit toeneemt met de temperatuur. De coërciviteit verandert met ongeveer +0,27% per graad Celsius temperatuurstijging ten opzichte van de omgevingstemperatuur. Deze eigenschap maakt ferrietmagneten beter bestand tegen demagnetisatie bij hoge temperaturen, wat hun prestaties bij hoge temperaturen verbetert. Bij zeer lage temperaturen kan hun coërciviteit echter afnemen, wat mogelijk kan leiden tot demagnetisatie als de magneet wordt blootgesteld aan extreem koude omgevingen.
Praktische implicaties en toepassingen
De combinatie van matig restmagnetisme en hoge coërciviteit maakt ferrietmagneten geschikt voor een breed scala aan toepassingen waarbij kosteneffectiviteit, corrosiebestendigheid en stabiliteit bij hoge temperaturen belangrijk zijn. Enkele veelvoorkomende toepassingen zijn:
- Motoren en generatoren : ferrietmagneten worden veel gebruikt in elektromotoren, generatoren en actuatoren vanwege hun vermogen om een stabiel magnetisch veld te handhaven onder dynamische omstandigheden.
- Luidsprekers : Dankzij hun hoge coërciviteit en goede temperatuurstabiliteit zijn ferrietmagneten ideaal voor gebruik in luidsprekers, waar ze een consistent magnetisch veld voor geluidsweergave bieden.
- Magnetische scheiders : Ferrietmagneten worden in magnetische scheiders gebruikt om ijzerhoudende verontreinigingen uit vloeistoffen en poeders te verwijderen vanwege hun corrosiebestendigheid en lage kosten.
- Koel- en HVAC-systemen : Deze worden gebruikt in ventilatormotoren, pompmotoren en compressoren in koel- en verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC).
- Consumentenelektronica : Ferrietmagneten worden in verschillende elektronische apparaten gebruikt, waaronder luidsprekers, magnetische vergrendelingen en sensoren.
- Auto-industrie : Ze worden gebruikt in elektrische stuurbekrachtigingssystemen, autosensoren en onderdelen onder de motorkap vanwege hun kosteneffectiviteit en corrosiebestendigheid.
