Μαγνήτης κυλίνδρου φερρίτη

Μαγνήτης κυλίνδρου φερρίτη

Οι χρήσεις και οι ποικιλίες των μαγνητικών υλικών από φερρίτη έχουν αυξηθεί με την ανάπτυξη της παραγωγής. Σύμφωνα με την εφαρμογή, ο φερρίτης μπορεί να χωριστεί σε πέντε κατηγορίες: μαλακό μαγνητικό, σκληρό μαγνητικό, γυρομαγνητικό, μαγνητικό ροπής και πιεζομαγνητικό.

Το μαλακό μαγνητικό υλικό αναφέρεται σε ένα υλικό φερρίτη που είναι εύκολο να μαγνητιστεί και να απομαγνητιστεί κάτω από ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο (όπως φαίνεται στο σχήμα 1). Τυπικοί εκπρόσωποι μαλακών μαγνητικών υλικών είναι ο φερρίτης μαγγανίου ψευδάργυρος Mn-ZnFe₂O₄και νικέλιο ψευδάργυρος φερρίτης Ni-ZnFe₂O₄.

Ο μαλακός μαγνητικός φερρίτης είναι ένα υλικό φερρίτη με ευρεία εφαρμογή, μεγάλη ποσότητα, πολλές ποικιλίες και υψηλή απόδοση μεταξύ διαφόρων φερρίτων. Επί του παρόντος, υπάρχουν δεκάδες είδη που παράγονται σε παρτίδες στον κόσμο και η ετήσια παραγωγή έχει φτάσει τους περισσότερους από δεκάδες χιλιάδες τόνους.

Ο μαλακός φερρίτης χρησιμοποιείται κυρίως ως μια ποικιλία συστατικών επαγωγής, όπως πυρήνες φίλτρων, πυρήνες μετασχηματιστή, πυρήνες κεραίας, πυρήνες εκτροπής, κεφαλές εγγραφής μαγνητικής ταινίας και βίντεο και κεφαλές εγγραφής για επικοινωνίες πολλαπλών καναλιών.

Γενικά, η κρυσταλλική δομή του μαλακού φερρίτη είναι τύπου κυβικού σπινελίου, ο οποίος χρησιμοποιείται στη ζώνη συχνοτήτων ήχου έως πολύ υψηλής συχνότητας (1 kHz-300 MHz). Ωστόσο, το ανώτερο όριο της συχνότητας εφαρμογής του μαλακού μαγνητικού υλικού με την εξαγωνική κρυσταλλική δομή μαγνητοπλουμίτη είναι αρκετές φορές υψηλότερο από αυτό του τύπου σπινελίου.

Τα σκληρά μαγνητικά υλικά είναι σχετικά με τα μαλακά μαγνητικά υλικά. Αναφέρεται σε ένα υλικό φερρίτη που δεν είναι εύκολο να απομαγνητιστεί μετά τη μαγνήτιση, αλλά μπορεί να διατηρήσει τον μαγνητισμό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ως εκ τούτου, μερικές φορές ονομάζεται επίσης μόνιμο μαγνητικό υλικό ή μόνιμο μαγνητικό υλικό).

Η κρυσταλλική δομή των σκληρών μαγνητικών υλικών είναι ως επί το πλείστον εξαγωνικού τύπου μαγνητοπλουμίτη. Ο τυπικός αντιπρόσωπός του είναι ο φερρίτης βάριο BaFe₁₂O₁₉(γνωστή και ως σταθερή πορσελάνη βαρίου, μαγνητική πορσελάνη βαρίου), που είναι ένα σκληρό μαγνητικό υλικό φερρίτη με καλή απόδοση, χαμηλό κόστος και κατάλληλο για βιομηχανική παραγωγή.

Αυτό το υλικό δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως συσκευή εγγραφής, μικρόφωνο, pickup, τηλέφωνο και μαγνήτης για διάφορα όργανα σε συσκευές τηλεπικοινωνιών, αλλά χρησιμοποιείται επίσης στη θεραπεία της ρύπανσης, στην ιατρική βιολογία και στην εκτύπωση.

Το σκληρό υλικό φερρίτη είναι το δεύτερο κύριο σκληρό μαγνητικό υλικό μετά τα σκληρά μαγνητικά μεταλλικά υλικά της σειράς Al-Ni. Εξαρτήματα μηχανών, συσκευές μικροκυμάτων και άλλες αμυντικές συσκευές) ανοίγουν νέους δρόμους για εφαρμογές.

Ο γυρομαγνητισμός των μαγνητικών υλικών σημαίνει ότι κάτω από τη δράση δύο αμοιβαία κάθετων μαγνητικών πεδίων συνεχούς ρεύματος και μαγνητικών πεδίων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όταν ένα επίπεδο πολωμένο ηλεκτρομαγνητικό κύμα διαδίδεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση μέσα στο υλικό, το επίπεδο πόλωσής του θα περιστρέφεται συνεχώς γύρω από την κατεύθυνση διάδοσης . Φαινόμενο, αυτό το είδος υλικού με γυρομαγνητικές ιδιότητες ονομάζεται γυρομαγνητικό υλικό.

Υπό τη δράση του μαγνητικού πεδίου συνεχούς ρεύματος και του μαγνητικού πεδίου ηλεκτρομαγνητικού κύματος, όταν το επίπεδο πολωμένο ηλεκτρομαγνητικό κύμα διαδίδεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση μέσα στο υλικό, το επίπεδο πόλωσής του θα περιστρέφεται συνεχώς γύρω από την κατεύθυνση διάδοσης. Αυτό το είδος υλικού με γυρομαγνητικές ιδιότητες ονομάζεται γυρομαγνητικό υλικό. Παρόλο που το μεταλλικό μαγνητικό υλικό Η έχει επίσης γυρομαγνητισμό, λόγω της μικρής ειδικής αντίστασης και της πολύ μεγάλης απώλειας δινορρευμάτων, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν μπορεί να διεισδύσει βαθιά στο εσωτερικό, αλλά μπορεί να εισέλθει στο δέρμα μόνο με πάχος μικρότερο από 1 micron (επίσης γνωστό ως το αποτέλεσμα του δέρματος), επομένως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Ως εκ τούτου, η εφαρμογή του γυρομαγνητισμού σε μαγνητικά υλικά έχει γίνει ένα μοναδικό πεδίο φερρίτη.

Το γυρομαγνητικό φαινόμενο εφαρμόζεται στην πραγματικότητα στη ζώνη των 100~100,000 MHz (ή στο εύρος κύματος μέτρου έως χιλιοστόμετρου), επομένως το γυρομαγνητικό υλικό φερρίτη ονομάζεται επίσης φερρίτης μικροκυμάτων. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενοι φερρίτες μικροκυμάτων περιλαμβάνουν το μαγνήσιο μαγγάνιο φερρίτη Mg-MnFe₂O₄, νικέλιο φερρίτης χαλκού Ni-CuFe₂O₄, νικέλιο ψευδάργυρος φερρίτης Ni-ZnFe2O4 και φερρίτης γρανάτη υττρίου 3Me₂O₃5 Fe₂O₃(Το Me είναι ένα τρισθενές ιόντα μετάλλων σπανίων γαιών, όπως το Y^{3 συν}, Σμ^{3 συν}, Gd^{3 συν}, Dy^{3 συν}, και τα λοιπά.)

Τα περισσότερα από τα γυρομαγνητικά υλικά είναι κυματοδηγοί ή γραμμές μετάδοσης που μεταδίδουν μικροκύματα για να σχηματίσουν διάφορες συσκευές μικροκυμάτων, οι οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπως ραντάρ, επικοινωνία, πλοήγηση, τηλεμετρία και τηλεχειριστήριο. Οι συσκευές μικροκυμάτων χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπως ραντάρ, επικοινωνία, πλοήγηση, τηλεμετρία και τηλεχειριστήριο.

Η στιγμή που το μαγνητικό υλικό αναφέρεται σε ένα υλικό φερρίτη με ορθογώνιο βρόχο υστέρησης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4. Βρόχος υστέρησης σημαίνει ότι αφού το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο αυξηθεί στην ένταση του πεδίου κορεσμού συν Hs, από συν Hs σε -Hs και στη συνέχεια πίσω στο συν Hs, η μαγνητική επαγωγή του μαγνητικού υλικού αλλάζει επίσης από συν Bs σε - το Bs επιστρέφει ξανά στο συν Bs, η καμπύλη κλειστού βρόχου βιώθηκε. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα μαγνητικά υλικά ροπής είναι ο φερρίτης μαγνησίου μαγγανίου Mg-MnFe2O4 και ο φερρίτης λιθίου μαγγανίου Li-MnFe2O4.

Αυτό το είδος υλικού χρησιμοποιείται κυρίως ως ο πυρήνας μνήμης διαφόρων τύπων ηλεκτρονικών υπολογιστών και έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως στον αυτόματο έλεγχο, την πλοήγηση με ραντάρ, τη διαστημική πλοήγηση, την προβολή πληροφοριών κ.λπ.

Αν και υπάρχουν πολλοί νέοι τύποι μνήμης, η μαγνητική μνήμη (ιδιαίτερα η μνήμη μαγνητικού πυρήνα) εξακολουθεί να κατέχει πολύ σημαντική θέση στην τεχνολογία υπολογιστών λόγω των άφθονων πρώτων υλών, της απλής διαδικασίας, της σταθερής απόδοσης και του χαμηλού κόστους των μαγνητικών υλικών ροπής φερρίτη.

Τα πιεζομαγνητικά υλικά αναφέρονται σε υλικά φερρίτη που μπορούν να τεντωθούν ή να βραχυνθούν μηχανικά (μαγνητοσυσταλτικά) προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου όταν μαγνητιστούν. Επί του παρόντος, τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι ο φερρίτης νικελίου-ψευδαργύρου Ni-ZnFe₂O₄, φερρίτης νικελίου-χαλκού Ni-CuFe₂O₄και φερρίτης νικελίου-μαγνήσιου Ni-MgFe₂O₄και ούτω καθεξής.

Τα πιεζομαγνητικά υλικά χρησιμοποιούνται κυρίως σε υπερηχητικές και υποβρύχιες ακουστικές συσκευές, μαγνητοακουστικές συσκευές, τηλεπικοινωνιακές συσκευές, υποβρύχιες τηλεοράσεις, ηλεκτρονικούς υπολογιστές και συσκευές αυτόματου ελέγχου που μετατρέπουν την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια και τη μηχανική ενέργεια.

Αν και τα πιεζοηλεκτρικά υλικά και τα πιεζοηλεκτρικά κεραμικά υλικά (όπως το τιτανικό βάριο κ.λπ.) έχουν σχεδόν τα ίδια πεδία εφαρμογής, εφαρμόζονται υπό διαφορετικές συνθήκες λόγω των διαφορετικών χαρακτηριστικών τους. Γενικά πιστεύεται ότι τα πιεζομαγνητικά υλικά φερρίτη είναι κατάλληλα μόνο για τη ζώνη συχνοτήτων των δεκάδων χιλιάδων hertz, ενώ η εφαρμοστέα ζώνη συχνοτήτων των πιεζοηλεκτρικών κεραμικών είναι πολύ υψηλότερη.

Εκτός από την παραπάνω ταξινόμηση κατά χρήση, ο φερρίτης μπορεί να χωριστεί σε φερρίτη Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn κ.λπ. ανάλογα με τη χημική του σύσταση. Οι φερρίτες με την ίδια χημική σύσταση (σειρά) μπορούν να έχουν διάφορες χρήσεις. Για παράδειγμα, ο φερρίτης Ni-Zn μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μαλακά μαγνητικά υλικά, γυρομαγνητικά ή πιεζομαγνητικά υλικά, αλλά υπάρχουν διαφορές στον τύπο και τη διαδικασία. Απλά αλλάξτε.