Care este intervalul produsului energetic magnetic pentru magneții de ferită? Care sunt caracteristicile magnetismului lor rezidual și ale coercitivității?

Gama de produse de energie magnetică de magneți de ferită

Magneții de ferită, cunoscuți și sub denumirea de magneți ceramici, sunt compuși în principal din oxid de fier (Fe₂O₃) combinat cu carbonat de bariu sau stronțiu. Aceștia sunt utilizați pe scară largă în diverse aplicații datorită rentabilității, rezistenței la coroziune și stabilității la temperaturi ridicate. Produsul energetic magnetic (BHmax) este un parametru cheie care cuantifică energia magnetică maximă ce poate fi stocată într-un material magnetic. Pentru magneții de ferită, BHmax variază de obicei între 230 și 430 MT (megatesla) , ceea ce este echivalent cu aproximativ 32 până la 59 kJ/m³ sau 1,8 până la 4,2 MGOe (megagauss-oersteds) . Acest interval indică faptul că magneții de ferită generează câmpuri magnetice mai slabe în comparație cu magneții de înaltă performanță, cum ar fi magneții de neodim fier bor (NdFeB) și samariu cobalt (SmCo), care au valori BHmax semnificativ mai mari.

Caracteristicile magnetismului rezidual în magneții de ferită

Magnetismul rezidual, adesea denumit remanență (Br), este intensitatea câmpului magnetic care rămâne într-un magnet după ce acesta a fost complet magnetizat și apoi îndepărtat de câmpul magnetic extern. Pentru magneții de ferită, magnetismul rezidual este un parametru critic care determină capacitatea lor de a menține un câmp magnetic stabil în timp.

• Magnitudine : Magnetismul rezidual al magneților de ferită se încadrează de obicei în intervalul 3,9 până la 4,2 kilogauss (kG) sau 390 până la 420 militesla (mT) . Această valoare este relativ mai mică în comparație cu magneții de înaltă performanță, dar este suficientă pentru multe aplicații în care nu este necesar un câmp magnetic puternic.
• Stabilitate : Magneții de ferită prezintă o bună stabilitate a magnetismului lor rezidual în timp. Odată magnetizați, își pot menține câmpul magnetic rezidual pentru perioade lungi de timp fără o degradare semnificativă, ceea ce îi face potriviți pentru aplicații cu magneți permanenți.
• Dependența de temperatură : Magnetismul rezidual al magneților de ferită este afectat de schimbările de temperatură. Pe măsură ce temperatura crește, magnetismul rezidual scade ușor, dar acest efect este în general reversibil atunci când temperatura revine la valori normale. Magneții de ferită au un coeficient de inducție a temperaturii (Br) negativ, ceea ce înseamnă că magnetismul lor rezidual scade cu aproximativ 0,2% pe fiecare grad Celsius de creștere a temperaturii. Cu toate acestea, coercitivitatea lor intrinsecă ridicată se îmbunătățește odată cu temperatura, sporind rezistența lor la demagnetizare la temperaturi ridicate.

Caracteristicile coercitivității în magneții de ferită

Coercitivitatea (Hc) este intensitatea câmpului magnetic necesară pentru a demagnetiza complet un magnet care a fost magnetizat anterior la densitatea fluxului său de saturație. Este o măsură a rezistenței unui magnet la demagnetizare și este crucială pentru determinarea performanței magnetului în medii dinamice de circuite magnetice.

• Coercitivitate ridicată : Magneții de ferită sunt cunoscuți pentru coercititatea lor ridicată, ceea ce înseamnă că sunt foarte rezistenți la demagnetizare. Această caracteristică este esențială pentru magneții permanenți, deoarece asigură menținerea proprietăților magnetice ale magnetului în timp și în diverse condiții de funcționare. Coercititatea magneților de ferită poate varia de la 170 la 400 kA/m (kiloamperi pe metru) , în funcție de compoziția specifică și de procesul de fabricație.
• Capacitate anti-demagnetizare : Datorită coercitivității lor ridicate, magneții de ferită sunt potriviți pentru lucrul în medii cu schimbări mari de temperatură și câmpuri magnetice dinamice. Aceștia pot rezista la forțe de demagnetizare și își pot menține proprietățile magnetice, ceea ce îi face ideali pentru aplicații precum motoare, generatoare și difuzoare.
• Coeficient de temperatură : Magneții de ferită au un coeficient de temperatură pozitiv al coercivității intrinseci (Hci), ceea ce înseamnă că coercivitatea lor crește odată cu temperatura. Mai exact, coercivitatea se modifică cu aproximativ +0,27% pe fiecare grad Celsius de creștere a temperaturii față de temperatura ambiantă. Această caracteristică face ca magneții de ferită să fie mai rezistenți la demagnetizare la temperaturi ridicate, sporindu-le performanța în aplicații la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, la temperaturi foarte scăzute, coercivitatea lor poate scădea, ducând potențial la demagnetizare dacă magnetul este expus la medii extrem de reci.

Implicații practice și aplicații

Combinația dintre magnetismul rezidual moderat și coercitivitatea ridicată face ca magneții de ferită să fie potriviți pentru o gamă largă de aplicații în care rentabilitatea, rezistența la coroziune și stabilitatea la temperaturi ridicate sunt importante. Câteva aplicații comune includ:

• Motoare și generatoare : Magneții de ferită sunt utilizați pe scară largă în motoarele electrice, generatoare și actuatoare datorită capacității lor de a menține un câmp magnetic stabil în condiții dinamice.
• Difuzoare : Coercitivitatea ridicată și stabilitatea bună la temperatură a magneților de ferită le fac ideale pentru utilizarea în difuzoare, unde oferă un câmp magnetic constant pentru reproducerea sunetului.
• Separatoare magnetice : Magneții de ferită sunt utilizați în separatoarele magnetice pentru a îndepărta contaminanții feroși din lichide și pulberi datorită rezistenței lor la coroziune și costului redus.
• Sisteme de refrigerare și HVAC : Acestea sunt utilizate în motoarele ventilatoarelor, motoarele pompelor și compresoarele din sistemele de refrigerare și încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC).
• Electronică de larg consum : Magneții de ferită se găsesc în diverse dispozitive electronice, inclusiv difuzoare, încuietori magnetice și senzori.
• Industria auto : Sunt utilizate în sistemele de servodirecție electrică, senzorii auto și componentele de sub capotă datorită rentabilității și rezistenței lor la coroziune.