Каков диапазон магнитного произведения ферритовых магнитов? Каковы характеристики их остаточной намагниченности и коэрцитивной силы?

Ассортимент ферритовых магнитов компании Magnetic Energy

Ферритовые магниты, также известные как керамические магниты, состоят в основном из оксида железа (Fe₂O₃) в сочетании с карбонатом бария или стронция. Они широко используются в различных приложениях благодаря своей экономической эффективности, коррозионной стойкости и стабильности при высоких температурах. Магнитное энергетическое произведение (BHmax) является ключевым параметром, который количественно определяет максимальную магнитную энергию, которая может храниться в магнитном материале. Для ферритовых магнитов BHmax обычно находится в диапазоне от 230 до 430 мТл (мегатесла) , что эквивалентно приблизительно от 32 до 59 кДж/м³ или от 1,8 до 4,2 МГсЭ (мегагаусс-эрстед) . Этот диапазон указывает на то, что ферритовые магниты генерируют более слабые магнитные поля по сравнению с высокопроизводительными магнитами, такими как магниты из неодима-железа-бора (NdFeB) и самарий-кобальта (SmCo), которые имеют значительно более высокие значения BHmax.

Характеристики остаточного намагничивания в ферритовых магнитах

Остаточная намагниченность, часто называемая остаточной намагниченностью (Br), — это напряжённость магнитного поля, сохраняющаяся в магните после его полного намагничивания и последующего удаления из внешнего магнитного поля. Для ферритовых магнитов остаточная намагниченность является критическим параметром, определяющим их способность поддерживать стабильное магнитное поле в течение длительного времени.

• Магнитуда : Остаточная намагниченность ферритовых магнитов обычно находится в диапазоне от 3,9 до 4,2 килогаусс (кГс) или от 390 до 420 миллитесла (мТл) . Это значение относительно ниже, чем у высокопроизводительных магнитов, но достаточно для многих применений, где не требуется сильное магнитное поле.
• Стабильность : ферритовые магниты демонстрируют хорошую стабильность остаточной намагниченности с течением времени. После намагничивания они могут сохранять остаточное магнитное поле в течение длительного времени без существенного ухудшения, что делает их пригодными для использования в качестве постоянных магнитов.
• Температурная зависимость : остаточная намагниченность ферритовых магнитов зависит от температуры. С повышением температуры остаточная намагниченность несколько уменьшается, но этот эффект, как правило, обратим при возвращении температуры в нормальный диапазон. Ферритовые магниты имеют отрицательный температурный коэффициент индукции (Br), что означает, что их остаточная намагниченность уменьшается примерно на 0,2% при повышении температуры на один градус Цельсия . Однако их высокая собственная коэрцитивная сила увеличивается с ростом температуры, что повышает их устойчивость к размагничиванию при повышенных температурах.

Характеристики коэрцитивной силы ферритовых магнитов

Коэрцитивная сила (Hc) — это напряжённость магнитного поля, необходимая для полного размагничивания магнита, предварительно намагниченного до плотности потока насыщения. Она является мерой сопротивления магнита размагничиванию и имеет решающее значение для определения его характеристик в динамических условиях магнитной цепи.

• Высокая коэрцитивность : ферритовые магниты известны своей высокой коэрцитивностью, что означает их высокую устойчивость к размагничиванию. Эта характеристика важна для постоянных магнитов, поскольку обеспечивает сохранение магнитных свойств с течением времени и в различных условиях эксплуатации. Коэрцитивность ферритовых магнитов может варьироваться от 170 до 400 кА/м (килоампер на метр) в зависимости от состава и технологии изготовления.
• Устойчивость к размагничиванию : благодаря высокой коэрцитивной силе ферритовые магниты подходят для работы в условиях больших перепадов температур и динамических магнитных полей. Они способны выдерживать размагничивающие воздействия, сохраняя при этом свои магнитные свойства, что делает их идеальными для использования в таких устройствах, как двигатели, генераторы и громкоговорители.
• Температурный коэффициент : ферритовые магниты имеют положительный температурный коэффициент собственной коэрцитивной силы (Hci), что означает, что их коэрцитивная сила увеличивается с температурой. В частности, коэрцитивная сила изменяется примерно на +0,27% на каждый градус Цельсия по сравнению с окружающей температурой. Эта характеристика делает ферритовые магниты более устойчивыми к размагничиванию при повышенных температурах, что улучшает их характеристики в высокотемпературных приложениях. Однако при очень низких температурах их коэрцитивная сила может снижаться, что потенциально может привести к размагничиванию, если магнит подвергается воздействию экстремально низких температур.

Практические выводы и приложения

Сочетание умеренной остаточной намагниченности и высокой коэрцитивной силы делает ферритовые магниты подходящими для широкого спектра применений, где важны экономическая эффективность, коррозионная стойкость и стабильность при высоких температурах. Некоторые из наиболее распространённых применений включают:

• Двигатели и генераторы : ферритовые магниты широко используются в электродвигателях, генераторах и приводах благодаря их способности поддерживать стабильное магнитное поле в динамических условиях.
• Громкоговорители : Высокая коэрцитивная сила и хорошая температурная стабильность ферритовых магнитов делают их идеальными для использования в громкоговорителях, где они обеспечивают постоянное магнитное поле для воспроизведения звука.
• Магнитные сепараторы : ферритовые магниты используются в магнитных сепараторах для удаления ферромагнитных загрязнений из жидкостей и порошков из-за их коррозионной стойкости и низкой стоимости.
• Системы охлаждения и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха : они используются в двигателях вентиляторов, двигателях насосов и компрессорах в системах охлаждения и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).
• Бытовая электроника : ферритовые магниты используются в различных электронных устройствах, включая динамики, магнитные защелки и датчики.
• Автомобильная промышленность : они используются в системах электроусилителя руля, автомобильных датчиках и компонентах под капотом из-за своей экономической эффективности и стойкости к коррозии.