Марки и параметры ферритовых магнитных материалов

Марки и параметры мягких ферритов

Марганцево-цинковые (Mn-Zn) ферриты

• Оценки : Существует несколько марок ферритов Mn-Zn, таких как T38, T44 и T63. Каждый класс разработан с учетом конкретных эксплуатационных требований в различных областях применения. Например, Т38 часто используется в силовых трансформаторах, работающих на относительно низких частотах (50–60 Гц) из-за его высокой проницаемости и низких потерь в сердечнике на этих частотах. T44 подходит для среднечастотных приложений, таких как импульсные источники питания, тогда как T63 используется в высокочастотных приложениях до нескольких мегагерц, например, в некоторых типах индукторов.
• Параметры
  • Проницаемость (μ) : Ферриты Mn-Zn имеют высокую начальную проницаемость, обычно в диапазоне от 1000 до 10000. Высокая проницаемость обеспечивает эффективную магнитную связь и передачу энергии в трансформаторах и индукторах. Например, в силовом трансформаторе сердечник с высокой проницаемостью снижает требуемый ток намагничивания, повышая общую эффективность трансформатора.
  • Потеря сердечника (P) : Потери в сердечнике являются важнейшим параметром, особенно в приложениях, связанных с передачей электроэнергии. Они состоят из потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи. Ферриты Mn-Zn разработаны для минимизации потерь в сердечнике на предполагаемых рабочих частотах. На низких частотах доминируют потери на гистерезис, тогда как на высоких частотах более существенными становятся потери на вихревые токи. Оптимизируя состав и микроструктуру, производители могут сократить оба типа потерь.
  • Плотность потока насыщения (Bs) : Плотность потока насыщения ферритов Mn-Zn относительно низкая, обычно около 0,3 - 0,5 Тл. Это ограничивает максимальный магнитный поток, который может переноситься сердечником без насыщения. Однако во многих приложениях, где не требуется работа с высоким потоком, например, в трансформаторах обработки сигналов, это не является серьезным недостатком.

Никель-цинковые (Ni-Zn) ферриты

• Оценки : Обычные марки включают N47, N72 и N97. N47 часто используется в широкополосных трансформаторах и фильтрах электромагнитных помех, работающих в диапазоне частот 1–100 МГц. N72 подходит для более высокочастотных применений до нескольких сотен мегагерц, например, в сердечниках антенн для устройств мобильной связи. N97 используется в сверхвысокочастотных приложениях, например, в некоторых типах микроволновых компонентов.
• Параметры
  • Проницаемость (μ) : Ni-Zn-ферриты имеют более низкую проницаемость по сравнению с Mn-Zn-ферритами, обычно в диапазоне 10–1000. Эта более низкая проницаемость компенсируется их способностью работать на гораздо более высоких частотах.
  • Удельное сопротивление (ρ) : Одним из ключевых преимуществ Ni-Zn-ферритов является их высокое электрическое сопротивление, которое может достигать 10⁸ - 10¹⁰ ω·м. Высокое удельное сопротивление снижает потери от вихревых токов на высоких частотах, что делает их идеальными для высокочастотных применений.
  • Температура Кюри (Tc) : Температура Кюри ферритов Ni-Zn относительно высока, обычно выше 200°C. Это говорит о том, что они могут сохранять свои магнитные свойства в широком диапазоне температур, что важно в приложениях, где устройство может подвергаться воздействию переменных температур.

Марки и параметры твердого феррита

Феррит стронция (SrFe₁₂O₁₉)

• Оценки : Марки часто классифицируются на основе их магнитных свойств, например, марки с высоким значением энергетического произведения (BH)max. Например, существуют стандартные марки с (BH)max около 28–32 кДж/м³ и высокопроизводительные марки с (BH)макс до 40 кДж/м³. Высокопроизводительные марки используются в приложениях, где требуется сильное и стабильное магнитное поле, например, в высококачественных громкоговорителях и электродвигателях.
• Параметры
  • Остаточная намагниченность (Br) : Стронциевые ферриты имеют относительно высокую остаточную намагниченность, обычно в диапазоне 0,35 - 0,45 Тл. Остаточная намагниченность — это плотность магнитного потока, сохраняющаяся в материале после снятия внешнего магнитного поля, и высокое значение указывает на то, что магнит способен удерживать сильное магнитное поле.
  • Коэрцитивность (Hc) : Коэрцитивная сила стронциевых ферритов высока, обычно около 200 - 400 кА/м. Высокая коэрцитивность означает, что магнит устойчив к размагничиванию, что важно для применений с постоянными магнитами.
  • Температурная стабильность : Стронциевые ферриты обладают хорошей температурной стабильностью. Их магнитные свойства относительно мало изменяются в широком диапазоне температур, обычно от - 40°С к 150°C. Это делает их пригодными для использования на открытом воздухе и в автомобилях, где колебания температур являются частым явлением.

Феррит бария (BaFe₁₂O₁₉)

• Оценки : Подобно ферритам стронция, ферриты бария также классифицируются на основе их магнитных свойств. Существуют марки общего назначения и марки с высокими эксплуатационными характеристиками. Высокопроизводительные марки используются в приложениях, где требуются высокая магнитная прочность и стабильность, например, в магнитных носителях записи и высокоточных датчиках.
• Параметры
  • Остаточная намагниченность (Br) : Бариевые ферриты имеют остаточную намагниченность в диапазоне 0,3 - 0,4 Тл, что сравнимо с остаточной намагниченностью стронциевых ферритов.
  • Коэрцитивность (Hc) : Коэрцитивная сила бариевых ферритов также высока, около 150 - 350 кА/м. Высокая коэрцитивность гарантирует, что магнит может выдерживать внешние магнитные поля и механические напряжения, не теряя своей намагниченности.
  • Коррозионная стойкость : Ферриты бария обладают превосходной коррозионной стойкостью. Они менее склонны реагировать на влагу и другие факторы окружающей среды по сравнению с некоторыми другими магнитными материалами, что делает их пригодными для использования в суровых условиях.

Заключение

Марки и параметры ферритовых магнитных материалов играют решающую роль в определении их пригодности для различных применений. Мягкие ферриты с их высокой проницаемостью и малыми потерями в сердечнике на определенных частотах идеально подходят для трансформаторов и индукторов. С другой стороны, ферриты-жёсткие, благодаря своей высокой остаточной намагниченности и коэрцитивной силе, используются в качестве постоянных магнитов в широком спектре устройств. Понимание этих марок и параметров позволяет инженерам и конструкторам выбирать наиболее подходящий ферритовый магнитный материал для своих конкретных нужд, обеспечивая оптимальную производительность и надежность конечного продукта.