عملية تصنيع مغناطيس الفريت، المعروف أيضًا باسم مغناطيس السيراميك، ليست مكلفة أو معقدة مثل إنتاج مغناطيس النيوديميوم الأرضي النادر.
مركب مغناطيس الفريت هو SrO-6 (Fe2O3)، وهو مزيج من كربونات السترونتيوم وأكسيد الحديد. ونظرًا لتركيبها الكيميائي، فهذا يعني أنها مقاومة للغاية لإزالة المغناطيسية من الحرارة والتآكل، على الرغم من أنها شديدة الصلابة والهشاشة مثل مغناطيس النيوديميوم.
يُصنع مغناطيس السيراميك، المعروف أيضًا باسم مغناطيس الفريت، من خليط من أكسيد الحديد (Fe₂O₃) وإما كربونات الباريوم (BaCO₃) أو كربونات السترونتيوم (SrCO₃). تتضمن عملية صنع المغناطيس الخزفي عدة خطوات رئيسية:
-
تحضير المواد الخام
يتم قياس المكونات الأساسية، وهي أكسيد الحديد وكربونات الباريوم أو كربونات السترونتيوم، وخلطها بعناية.
ثم يتم بعد ذلك حرق الخليط مسبقًا على درجة حرارة عالية (عادةً حوالي 1000 درجة مئوية أو 1832 درجة فهرنهايت) لتكوين مركب وسيط صلب.
-
الطحن
يتم طحن المادة التي تم حرقها مسبقًا إلى مسحوق ناعم باستخدام مطحنة كروية لضمان الحصول على حجم جسيمات موحد.
-
التشكيل (الكبس أو البثق)
يتم ضغط المسحوق الناعم في الشكل المطلوب باستخدام طريقة الكبس.
الكبس الجاف: يتم ضغط المسحوق في قالب تحت ضغط عالٍ.
الكبس الرطب: يتم خلط المسحوق بالماء أو مادة رابطة لتشكيل ملاط ثم يتم ضغطه في قالب.
قد يتم تطبيق مجال مغناطيسي خارجي أثناء هذه العملية لمحاذاة المجالات المغناطيسية للحصول على أداء أفضل.
-
التلبيد (إطلاق النار)
توضع المادة المشكّلة في فرن بدرجة حرارة عالية (ما بين 1100 درجة مئوية و1300 درجة مئوية أو 2012 درجة فهرنهايت إلى 2372 درجة فهرنهايت) ويتم تلبيدها لعدة ساعات.
تدمج هذه العملية الجسيمات معًا وتمنح المغناطيس بنيته الصلبة والهشة.
-
التبريد والتشغيل الآلي
بعد التلبيد، يتم تبريد المادة ببطء لمنع الإجهاد الداخلي.
نظرًا لأن المغناطيسات الخزفية هشة للغاية، يتم طحنها أو تقطيعها إلى الشكل النهائي باستخدام أدوات مغلفة بالماس.
-
المغنطة
والخطوة الأخيرة هي المغنطة، حيث يتم تطبيق مجال مغناطيسي خارجي قوي على مادة السيراميك، مما يؤدي إلى محاذاة المجالات المغناطيسية بشكل دائم.
-
مراقبة الجودة والطلاء (إذا لزم الأمر)
يتم اختبار المغناطيسات النهائية للتأكد من قوتها واتساقها.
قد يتم طلاء بعضها بطبقة واقية (مثل الإيبوكسي) لتعزيز المتانة.
تُستخدم مغناطيسات السيراميك على نطاق واسع في المحركات ومكبرات الصوت ومغناطيس الثلاجات والتطبيقات الصناعية نظرًا لقدرتها على تحمل التكاليف ومقاومتها للتآكل وثباتها في درجات الحرارة العالية.
