Clasele și parametrii materialelor magnetice de ferită

Grade și parametri ai feritei moi

Ferite Mangan - Zinc (Mn - Zn)

• Note Există mai multe tipuri de ferite Mn-Zn, cum ar fi T38, T44 și T63. Fiecare clasă este concepută pentru a îndeplini cerințe specifice de performanță în diferite aplicații. De exemplu, T38 este adesea utilizat în transformatoarele de putere care funcționează la frecvențe relativ joase (50 - 60 Hz) datorită permeabilității sale ridicate și pierderilor reduse în miez la aceste frecvențe. T44 este potrivit pentru aplicații de medie frecvență, cum ar fi sursele de alimentare în comutație, în timp ce T63 este utilizat în aplicații de înaltă frecvență de până la câțiva megaherți, cum ar fi în unele tipuri de inductoare.
• Parametri
  • Permeabilitate (μ) Feritele Mn-Zn au permeabilități inițiale ridicate, de obicei cuprinse între 1000 și 10000. Permeabilitatea ridicată permite o cuplare magnetică eficientă și un transfer de energie în transformatoare și inductoare. De exemplu, într-un transformator de putere, un miez cu permeabilitate ridicată reduce curentul de magnetizare necesar, îmbunătățind eficiența generală a transformatorului.
  • Pierderea miezului (P) Pierderea în miez este un parametru crucial, în special în aplicațiile de gestionare a puterii. Se compune din pierderea prin histerezis și pierderea prin curenți turbionari. Feritele Mn-Zn sunt proiectate pentru a minimiza pierderile în miez la frecvențele de funcționare prevăzute. La frecvențe joase, pierderea prin histerezis domină, în timp ce la frecvențe înalte, pierderea prin curenți turbionari devine mai semnificativă. Prin optimizarea compoziției și microstructurii, producătorii pot reduce ambele tipuri de pierderi.
  • Densitatea fluxului de saturație (Bs) Densitatea fluxului de saturație a feritelor Mn-Zn este relativ scăzută, de obicei în jur de 0,3 - 0,5 T. Aceasta limitează fluxul magnetic maxim care poate fi transportat de miez fără a intra în saturație. Totuși, în multe aplicații în care nu este necesară funcționarea la flux ridicat, cum ar fi în transformatoarele de procesare a semnalelor, acest lucru nu reprezintă un dezavantaj major.

Ferite de nichel - zinc (Ni - Zn)

• Note Gradele comune includ N47, N72 și N97. N47 este adesea utilizat în transformatoare de bandă largă și filtre EMI (interferență electromagnetică) care funcționează în intervalul de frecvență de 1 - 100 MHz. N72 este potrivit pentru aplicații de frecvență mai mare, de până la câteva sute de megaherți, cum ar fi în miezurile de antenă pentru dispozitivele de comunicații mobile. N97 este utilizat în aplicații de ultra-înaltă frecvență, cum ar fi în unele tipuri de componente pentru microunde.
• Parametri
  • Permeabilitate (μ) Feritele Ni - Zn au permeabilități mai mici în comparație cu feritele Mn - Zn, de obicei în intervalul 10 - 1000. Această permeabilitate mai mică este compensată de capacitatea lor de a funcționa la frecvențe mult mai mari.
  • Rezistență (ρ) Unul dintre avantajele cheie ale feritelor Ni-Zn este rezistivitatea lor electrică ridicată, care poate ajunge până la 10⁸ - 10¹⁰ ω·m. Rezistivitatea ridicată reduce pierderile de curenți turbionari la frecvențe înalte, ceea ce le face ideale pentru aplicații de înaltă frecvență.
  • Temperatura Curie (Tc) Temperatura Curie a feritelor Ni-Zn este relativ ridicată, de obicei peste 200°C. Aceasta indică faptul că își pot menține proprietățile magnetice pe o gamă largă de temperaturi, ceea ce este important în aplicațiile în care dispozitivul poate fi expus la temperaturi variabile.

Grade și parametri ai feritei dure

Ferită de stronțiu (SrFe₁₂O₁₉)

• Note Gradele sunt adesea clasificate în funcție de proprietățile lor magnetice, cum ar fi gradele cu produs energetic ridicat (BH)max. De exemplu, există clase standard de performanță cu un (BH)max de aproximativ 28 - 32 kJ/m²³ și clase de înaltă performanță cu un (BH)max de până la 40 kJ/m³. Clasele de înaltă performanță sunt utilizate în aplicații în care este necesar un câmp magnetic puternic și stabil, cum ar fi în difuzoarele de înaltă performanță și motoarele electrice.
• Parametri
  • Remanență (Br) Feritele de stronțiu au o remanență relativ mare, de obicei în intervalul 0,35 - 0,45 T. Remanența este densitatea fluxului magnetic care rămâne în material după îndepărtarea câmpului magnetic extern, iar o valoare mare indică faptul că magnetul poate reține un câmp magnetic puternic.
  • Coercitivitate (Hc) Coercitivitatea feritelor de stronțiu este mare, de obicei în jur de 200 - 400 kA/m. Coercitivitatea ridicată înseamnă că magnetul este rezistent la demagnetizare, ceea ce este esențial pentru aplicațiile cu magneți permanenți.
  • Stabilitatea temperaturii Feritele de stronțiu au o bună stabilitate la temperatură. Proprietățile lor magnetice se schimbă relativ puțin pe o gamă largă de temperaturi, de obicei de la - 40°C către 150°C. Acest lucru le face potrivite pentru utilizarea în aplicații exterioare și auto, unde variațiile de temperatură sunt frecvente.

Ferită de bariu (BaFe₁₂O₁₉)

• Note Similar feritelor de stronțiu, feritele de bariu sunt clasificate și ele în funcție de proprietățile lor magnetice. Există clase de uz general și clase de înaltă performanță. Clasele de înaltă performanță sunt utilizate în aplicații în care sunt necesare o rezistență magnetică ridicată și stabilitate, cum ar fi în mediile de înregistrare magnetică și senzorii de înaltă precizie.
• Parametri
  • Remanență (Br) Feritele de bariu au o remanență cuprinsă între 0,3 și 0,4 T, comparabilă cu cea a feritelor de stronțiu.
  • Coercitivitate (Hc) Coercitivitatea feritelor de bariu este, de asemenea, ridicată, în jur de 150 - 350 kA/m. Această coercivitate ridicată asigură că magnetul poate rezista la câmpuri magnetice externe și solicitări mecanice fără a-și pierde magnetizarea.
  • Rezistență la coroziune Feritele de bariu au o rezistență excelentă la coroziune. Acestea sunt mai puțin susceptibile de a reacționa cu umiditatea și alți factori de mediu în comparație cu alte materiale magnetice, ceea ce le face potrivite pentru utilizarea în medii dure.

Concluzie

Gradele și parametrii materialelor magnetice din ferită joacă un rol crucial în determinarea adecvării lor pentru diverse aplicații. Feritele moi, cu permeabilitatea lor ridicată și pierderile reduse în miez la frecvențe specifice, sunt ideale pentru transformatoare și inductoare. Feritele dure, pe de altă parte, cu remanența și coercitivitatea lor ridicate, sunt utilizate ca magneți permanenți într-o gamă largă de dispozitive. Înțelegerea acestor clase și parametri permite inginerilor și proiectanților să selecteze cel mai potrivit material magnetic de ferită pentru nevoile lor specifice, asigurând performanța și fiabilitatea optime ale produsului final.