Ímã de Cilindro de Ferrite

Ímã de Cilindro de Ferrite

Os usos e variedades de materiais magnéticos de ferrite aumentaram com o desenvolvimento da produção. De acordo com a aplicação, o ferrite pode ser dividido em cinco categorias: magnético macio, magnético duro, giromagnético, magnético de momento e piezomagnético.

Material magnético macio refere-se a um material de ferrite que é fácil de magnetizar e desmagnetizar sob um campo magnético fraco (como mostrado na Figura 1). Representantes típicos de materiais magnéticos macios são ferrita de manganês zinco Mn-ZnFe₂O₄e níquel zinco ferrita Ni-ZnFe₂O₄.

A ferrita magnética macia é um material de ferrite com ampla aplicação, grande quantidade, muitas variedades e alto valor de saída entre várias ferritas. Atualmente, existem dezenas de tipos produzidos em lotes no mundo, e a produção anual atingiu mais de dezenas de milhares de toneladas.

A ferrita macia é usada principalmente como uma variedade de componentes de indutância, como núcleos de filtro, núcleos de transformadores, núcleos de antena, núcleos de deflexão, cabeças de vídeo e gravação de fita magnética e cabeças de gravação para comunicações multicanal.

Geralmente, a estrutura cristalina do ferrite macio é do tipo espinélio cúbico, que é usado em frequência de áudio para banda de frequência muito alta (1 kHz-300 MHz). No entanto, o limite superior da frequência de aplicação do material magnético macio com a estrutura cristalina magnetoplumbita hexagonal é várias vezes maior que o do tipo espinélio.

Materiais magnéticos duros são relativos a materiais magnéticos macios. Refere-se a um material de ferrite que não é fácil de desmagnetizar após a magnetização, mas pode reter o magnetismo por muito tempo. Portanto, às vezes também é chamado de material magnético permanente ou material magnético permanente).

A estrutura cristalina de materiais magnéticos duros é principalmente do tipo magnetoplumbita hexagonal. Seu representante típico é a ferrita de bário BaFe₁₂O₁₉(também conhecida como porcelana de bário constante, porcelana magnética de bário), que é um material magnético duro de ferrite com bom desempenho, baixo custo e adequado para produção industrial.

Este material pode ser usado não apenas como gravador, microfone, captador, telefone e ímã para vários instrumentos em dispositivos de telecomunicações, mas também é usado no tratamento de poluição, biologia médica e exibição de impressão.

O material de ferrita dura é o segundo principal material magnético duro após os materiais de metal magnético duro da série Al-Ni. Componentes de máquinas, dispositivos de micro-ondas e outros dispositivos de defesa) abrem novos caminhos para aplicações.

O giromagnetismo de materiais magnéticos significa que, sob a ação de dois campos magnéticos DC mutuamente perpendiculares e campos magnéticos de ondas eletromagnéticas, quando uma onda eletromagnética plana polarizada se propaga em uma determinada direção dentro do material, seu plano de polarização gira continuamente em torno da direção de propagação . Fenômeno, esse tipo de material com propriedades giromagnéticas é chamado de material giromagnético.

Sob a ação do campo magnético DC e do campo magnético da onda eletromagnética, quando a onda eletromagnética plana polarizada se propaga em uma determinada direção dentro do material, seu plano de polarização girará continuamente em torno da direção de propagação. Esse tipo de material com propriedades giromagnéticas é chamado de material giromagnético. Embora o material H magnético metálico também tenha giromagnetismo, devido à pequena resistividade e perda de corrente parasita muito grande, a onda eletromagnética não pode penetrar profundamente no interior, mas só pode entrar na pele com uma espessura inferior a 1 mícron (também conhecido como o efeito de pele), por isso não pode ser usado. Portanto, a aplicação do giromagnetismo em materiais magnéticos tornou-se um campo único de ferrita.

O fenômeno giromagnético é realmente aplicado na banda de 100~100,000 MHz (ou na faixa de onda métrica a onda milimétrica), então o material giromagnético de ferrita também é chamado de ferrita de micro-ondas. As ferritas de micro-ondas comumente usadas incluem a ferrita de magnésio e manganês Mg-MnFe₂O₄, ferrite de níquel cobre Ni-CuFe₂O₄, ferrita de níquel zinco Ni-ZnFe2O4 e ferrita de granada de ítrio 3Me₂O₃5Fe₂O₃(Me é um íon de metal de terra rara trivalente, como Y^{3 mais}, Sm^{3 mais}, Deus^{3 mais}, Dy^{3 mais}, etc.)

A maioria dos materiais giromagnéticos são guias de ondas ou linhas de transmissão que transmitem microondas para formar vários dispositivos de microondas, que são usados ​​principalmente em equipamentos eletrônicos como radar, comunicação, navegação, telemetria e controle remoto. Os dispositivos de microondas são usados ​​principalmente em equipamentos eletrônicos, como radar, comunicação, navegação, telemetria e controle remoto.

O momento do material magnético refere-se a um material de ferrita com um loop de histerese retangular, conforme mostrado na Figura 4. Loop de histerese significa que após o campo magnético externo aumentar para a força do campo de saturação mais Hs, de mais Hs para -Hs e depois de volta para mais Hs, a indução magnética do material magnético também muda de mais Bs para - Bs retorna para mais Bs novamente, a curva de loop fechado experimentada. Os materiais magnéticos de momento mais comumente usados ​​são a ferrita de manganês e magnésio Mg-MnFe2O4 e a ferrita de manganês e lítio Li-MnFe2O4.

Este tipo de material é usado principalmente como núcleo de memória de vários tipos de computadores eletrônicos e também tem sido amplamente utilizado em controle automático, navegação por radar, navegação espacial, exibição de informações, etc.

Embora existam muitos novos tipos de memória, a memória magnética (especialmente a memória de núcleo magnético) ainda ocupa uma posição muito importante na tecnologia de computação devido à abundância de matérias-primas, processo simples, desempenho estável e baixo custo de materiais magnéticos de momento de ferrite.

Os materiais piezomagnéticos referem-se a materiais de ferrite que podem ser mecanicamente esticados ou encurtados (magnetostritivos) na direção do campo magnético quando magnetizados. Atualmente as mais utilizadas são as ferritas de níquel-zinco Ni-ZnFe₂O₄, ferrita de níquel-cobre Ni-CuFe₂O₄e ferrita de níquel-magnésio Ni-MgFe₂O₄e assim por diante.

Os materiais piezomagnéticos são usados ​​principalmente em dispositivos acústicos ultrassônicos e subaquáticos, dispositivos magnetoacústicos, dispositivos de telecomunicações, TVs subaquáticas, computadores eletrônicos e dispositivos de controle automático que convertem energia eletromagnética e energia mecânica.

Embora os materiais piezoelétricos e os materiais cerâmicos piezoelétricos (como o titanato de bário, etc.) tenham quase os mesmos campos de aplicação, eles são aplicados em condições diferentes devido às suas características diferentes. Geralmente acredita-se que os materiais piezomagnéticos de ferrite são adequados apenas para a banda de frequência de dezenas de milhares de hertz, enquanto a banda de frequência aplicável de cerâmica piezoelétrica é muito maior.

Além da classificação acima por uso, a ferrita pode ser dividida em ferrita Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn, etc. de acordo com sua composição química. Ferritas com a mesma composição química (série) podem ter diversos usos. Por exemplo, a ferrita Ni-Zn pode ser usada como materiais magnéticos macios, materiais giromagnéticos ou piezomagnéticos, mas existem diferenças na fórmula e no processo. Apenas mude.