Vilket är intervallet för den magnetiska energiprodukten för ferritmagneter? Vilka är egenskaperna hos deras restmagnetism och koercitivitet?

Magnetisk energi Produktsortiment av ferritmagneter

Ferritmagneter, även kända som keramiska magneter, består huvudsakligen av järnoxid (Fe₂O₃) i kombination med barium- eller strontiumkarbonat. De används ofta i olika tillämpningar på grund av deras kostnadseffektivitet, korrosionsbeständighet och stabilitet vid höga temperaturer. Den magnetiska energiprodukten (BHmax) är en nyckelparameter som kvantifierar den maximala magnetiska energin som kan lagras i ett magnetmaterial. För ferritmagneter varierar BHmax vanligtvis från 230 till 430 MT (megatesla) , vilket motsvarar cirka 32 till 59 kJ/m³ eller 1,8 till 4,2 MGOe (megagauss-oersted) . Detta intervall indikerar att ferritmagneter genererar svagare magnetfält jämfört med högpresterande magneter som neodymjärnbor (NdFeB) och samariumkobolt (SmCo) magneter, vilka har betydligt högre BHmax-värden.

Kännetecken för restmagnetism i ferritmagneter

Restmagnetism, ofta kallad remanens (Br), är den magnetfältstyrka som finns kvar i en magnet efter att den har magnetiserats helt och sedan avlägsnats från det externa magnetfältet. För ferritmagneter är restmagnetismen en kritisk parameter som avgör deras förmåga att upprätthålla ett stabilt magnetfält över tid.

• Magnitud : Den kvarvarande magnetismen hos ferritmagneter ligger vanligtvis inom intervallet 3,9 till 4,2 kilogauss (kG) eller 390 till 420 millitesla (mT) . Detta värde är relativt lägre jämfört med högpresterande magneter men är tillräckligt för många tillämpningar där ett starkt magnetfält inte krävs.
• Stabilitet : Ferritmagneter uppvisar god stabilitet i sin kvarvarande magnetism över tid. När de väl är magnetiserade kan de bibehålla sitt kvarvarande magnetfält under längre perioder utan betydande försämring, vilket gör dem lämpliga för permanentmagnetapplikationer.
• Temperaturberoende : Ferritmagneternas restmagnetism påverkas av temperaturförändringar. När temperaturen ökar minskar restmagnetismen något, men denna effekt är i allmänhet reversibel när temperaturen återgår till normala intervall. Ferritmagneter har en negativ temperaturinduktionskoefficient (Br), vilket innebär att deras restmagnetism minskar med cirka 0,2 % per grad Celsius som temperaturen ökar. Emellertid förbättras deras höga inneboende koercitivitet med temperaturen, vilket ökar deras motståndskraft mot avmagnetisering vid förhöjda temperaturer.

Egenskaper för koercivitet i ferritmagneter

Koercitivitet (Hc) är den magnetiska fältstyrka som krävs för att helt avmagnetisera en magnet som tidigare har magnetiserats till sin mättnadsflödestäthet. Det är ett mått på en magnets motstånd mot avmagnetisering och är avgörande för att bestämma magnetens prestanda i dynamiska magnetiska kretsmiljöer.

• Hög koercitivitet : Ferritmagneter är kända för sin höga koercitivitet, vilket innebär att de är mycket motståndskraftiga mot avmagnetisering. Denna egenskap är avgörande för permanentmagneter, eftersom den säkerställer att magneten bibehåller sina magnetiska egenskaper över tid och under olika driftsförhållanden. Koercitiviteten hos ferritmagneter kan variera från 170 till 400 kA/m (kiloampere per meter) , beroende på den specifika sammansättningen och tillverkningsprocessen.
• Anti-avmagnetiseringsförmåga : På grund av sin höga koercitivitet är ferritmagneter lämpliga för arbete i miljöer med stora temperaturförändringar och dynamiska magnetfält. De kan motstå avmagnetiseringskrafter och bibehålla sina magnetiska egenskaper, vilket gör dem idealiska för tillämpningar som motorer, generatorer och högtalare.
• Temperaturkoefficient : Ferritmagneter har en positiv temperaturkoefficient för inneboende koercitivitet (Hci), vilket innebär att deras koercitivitet ökar med temperaturen. Mer specifikt ändras koercitiviteten med cirka +0,27 % per grad Celsius som temperaturen ökar från omgivningstemperaturen. Denna egenskap gör ferritmagneter mer motståndskraftiga mot avmagnetisering vid förhöjda temperaturer, vilket förbättrar deras prestanda i högtemperaturapplikationer. Vid mycket låga temperaturer kan dock deras koercitivitet minska, vilket potentiellt kan leda till avmagnetisering om magneten utsätts för extremt kalla miljöer.

Praktiska implikationer och tillämpningar

Kombinationen av måttlig restmagnetism och hög koercitivitet gör ferritmagneter lämpliga för en mängd olika tillämpningar där kostnadseffektivitet, korrosionsbeständighet och stabilitet under höga temperaturer är viktiga. Några vanliga tillämpningar inkluderar:

• Motorer och generatorer : Ferritmagneter används ofta i elmotorer, generatorer och ställdon på grund av deras förmåga att upprätthålla ett stabilt magnetfält under dynamiska förhållanden.
• Högtalare : Ferritmagneternas höga koercitivitet och goda temperaturstabilitet gör dem idealiska för användning i högtalare, där de ger ett jämnt magnetfält för ljudåtergivning.
• Magnetiska separatorer : Ferritmagneter används i magnetiska separatorer för att avlägsna järnhaltiga föroreningar från vätskor och pulver på grund av deras korrosionsbeständighet och låga kostnad.
• Kyl- och HVAC-system : De används i fläktmotorer, pumpmotorer och kompressorer i kyl- och värme-, ventilations- och luftkonditioneringssystem (HVAC).
• Konsumentelektronik : Ferritmagneter finns i olika elektroniska enheter, inklusive högtalare, magnetiska spärrar och sensorer.
• Bilindustrin : De används i elektriska servostyrningssystem, bilsensorer och komponenter under huven på grund av deras kostnadseffektivitet och korrosionsbeständighet.