Was ist ein Ferritmagnet?
Barium- und Strontiumferrit werden zu dem als Ferrit bekannten Dauermagnetmaterial kombiniert. Dieser Magnetwerkstoff hat nicht nur hervorragende Entmagnetisierungseigenschaften, sondern bietet auch den Vorteil, dass er preisgünstig ist. Ferritmagnete erfordern besondere Bearbeitungsmethoden, da sie steif und spröde sind.
Der gleichgeschlechtliche Magnet kann in jeder Richtung magnetisiert werden, da er nicht ausgerichtet ist, aber eine etwas stärkere magnetische Induktion wird auf der Seite zu finden sein, auf der der Druck häufig am geringsten ist. Der gegengeschlechtliche Magnet muss in der gewählten Richtung magnetisiert werden, da er entlang der Herstellungsrichtung ausgerichtet ist. Von 1,1MGOe bis 4,0MGOe reicht der Bereich des magnetischen Energieprodukts. Ferritmagnete sind heute die am häufigsten verwendeten Dauermagnetwerkstoffe, da sie kostengünstig sind und eine breite Palette von Verwendungsmöglichkeiten bieten, darunter Motoren, Lautsprecher, Spielzeug und Bastelarbeiten.
Eigenschaften
Der Restmagnetismus und die magnetische Rückgewinnungspermeabilität von pulvermetallurgisch hergestellten Werkstoffen sind minimal. Aufgrund der starken Entmagnetisierungseigenschaften und der großen Koerzitivfeldstärke eignen sie sich besonders für Magnetkreisstrukturen bei dynamischem Betrieb. Das Material ist spröde und hart und lässt sich mit diamantbestückten Werkzeugen schneiden. Da Oxid das Hauptelement ist, ist Korrosion nur schwer zu erreichen. Die Arbeitstemperaturen reichen von -40°C bis +200°C.
Weitere Klassifizierungen für Ferritmagnete sind Anisotropie (Anisotropie) und Isotropie (Isotropie). Während anisotropes gesintertes Ferrit-Dauermagnetmaterial starke magnetische Eigenschaften hat, kann es nur in der Richtung des Magneten magnetisiert werden, isotropes gesintertes Ferrit-Dauermagnetmaterial hat schwache magnetische Eigenschaften. Magnetisierung in einer vorgegebenen Richtung.
Körperliche Merkmale
Selbst bei Verwendung von Rohstoffen mit geeigneter chemischer Zusammensetzung ist es nicht immer möglich, Ferritmagnete mit hoher Leistung und Mikrostruktur herzustellen. Der Einfluss der physikalischen Eigenschaften ist die Ursache. Die Schüttdichte BD, die spezifische Oberfläche SSA und die durchschnittliche Teilchengröße APS von Eisenoxid gehören zu den angegebenen physikalischen Eigenschaften. Der APS-Wert von Eisenoxid wirkt sich erheblich auf den APS-Wert von Ferritmagnetpulver aus, da es etwa 70% der Formel für Mangan-Zink-Ferritmagnete ausmacht.
Im Allgemeinen sind die APS-Werte von Eisenoxid- und Ferritmagnetpulver niedrig, was für die Beschleunigung des chemischen Prozesses von Vorteil ist. Der APS-Wert sollte auch nicht zu niedrig sein, da zu feine Pulverpartikel das weitere Pressen erschweren und die Kristallisation während des Sinterns erleichtern. Wenn der APS-Wert von Eisenoxid zu hoch ist, kann während der Vorkalzinierung aufgrund der großen Teilchengröße natürlich nur die Diffusionsreaktion der Spinellphase stattfinden und der anschließende Kornentwicklungsprozess kann nicht durchgeführt werden. Infolgedessen wird die Aktivierungsenergie des Sinterns mit Sicherheit ansteigen, was sich nachteilig auf die Festkörperprozesse auswirkt.
Unterschiede zu NdFeB-Magneten
Ein Ferritmagnet ist ein Metalloxid mit ferromagnetischen Eigenschaften. Was die elektrischen Eigenschaften betrifft, so ist der spezifische Widerstand von Ferrit viel größer als der von magnetischen Materialien aus Metall und Legierungen, und er hat auch höhere dielektrische Eigenschaften. Die magnetischen Eigenschaften von Ferrit weisen auch eine höhere magnetische Permeabilität bei hohen Frequenzen auf. Daher ist Ferrit zu einem weit verbreiteten nichtmetallischen magnetischen Material im Bereich der Hochfrequenz und des Schwachstroms geworden. Es gehört zu den nichtmetallischen magnetischen Werkstoffen und ist ein Mischoxid (oder Ferrit) aus magnetischem Eisenoxid und einem oder mehreren anderen Metalloxiden. Die Magnetkraft beträgt in der Regel 800-1000 Gauß und wird häufig in Lautsprechern, Boxen und anderen Geräten verwendet.
Die Vorteile von NdFeB-Magneten sind die hohen Kosten und die guten mechanischen Eigenschaften; die Nachteile sind der niedrige Curie-Temperaturpunkt, die schlechten Temperatureigenschaften und die leichte Pulverisierung und Korrosionsanfälligkeit. Es muss durch Anpassung der chemischen Zusammensetzung und Oberflächenbehandlung angepasst werden. Eine Verbesserung kann die Anforderungen der praktischen Anwendung erfüllen. NdFeB gehört zur dritten Generation der Seltenerd-Dauermagnete. Er zeichnet sich durch seine geringe Größe, sein geringes Gewicht und seinen starken Magnetismus aus. Es ist der Magnet mit dem derzeit besten Verhältnis von Leistung und Preis. Die Vorteile der hohen Energiedichte führen dazu, dass NdFeB-Permanentmagnetwerkstoffe in der modernen Industrie und Elektroniktechnologie weit verbreitet sind. Im Zustand der blanken Magnete kann die Magnetkraft etwa 3500 Gauss erreichen.
Das bestehende Anwendungsproblem von Permanentmagnetmotoren (Entmagnetisierung bei hohen Temperaturen + hohe Kosten) kann aus der Perspektive unserer Motoren betrachtet werden, und wir können sehen, dass Ferritmaterialien dieses Problem wirksam lösen können. Derzeit werden einige der Ferritmotoren, die in Haushaltsgeräten verwendet werden, in Massenproduktion hergestellt, und es wird die Technik angewandt, viele Ferritmaterialien zu verwenden, um das Leistungsdefizit auszugleichen (wird später noch genauer beschrieben). Die Ferritmotoren befinden sich in Sektoren mit hohen Leistungsanforderungen noch in der Erprobungs- und Kleinserienphase, da einige wesentliche Technologien noch nicht den Durchbruch geschafft haben, was eine breite Anwendung verhindert.
Hartferrit und Weichferrit sind zwei weit gefasste Kategorien von Ferriten. Nehmen wir das einfachste Beispiel, um seine Anwendbarkeit zu erörtern. Der Lautsprechermagnet im Inneren eines herkömmlichen Radios besteht aus Ferrit, wie wir feststellen, wenn wir es auseinandernehmen. Ferrit funktioniert magnetisch nicht sehr gut. Das magnetische Energieprodukt kann nur etwas mehr als 4MGOe (oder etwa ein Hundertstel von NdFeB) erreichen. Der Preis dieses Materials ist bei weitem sein größter Vorteil. Einerseits sind die Rohstoffe billig und reichlich vorhanden, und auch die Materialien ohne seltene Erden sind preiswert. Andererseits ist die Verarbeitung ebenfalls kostengünstig und funktioniert ähnlich wie bei Keramik. Geformte und gesinterte Ferritmagnete werden hergestellt.
Wenn eine Bearbeitung erforderlich ist, sind nur einfaches Schneiden und Schleifen erforderlich; eine Lackierung oder andere Oberflächenbehandlungen, wie z. B. Galvanisieren, sind für das fertige Produkt nicht erforderlich. Die Kosten werden noch dadurch gesenkt, dass mehrere Hersteller fertige Standardartikel wie Ringe und Vierkantstangen in typischen Formen und Größen anbieten.
Im Folgenden werden die wichtigsten Unterschiede zwischen Ferrit-Dauermagneten und NdFeB-Magneten erläutert: 1. NdFeB-Magnete sind leistungsfähiger als Ferritmagnete. 2. Ferritmagnete sind in Bezug auf die Kosten wesentlich günstiger als NdFeB-Magnete. 3. Dauermagnetferrit kann Temperaturen von mehr als 80 Grad überstehen, ohne zu entmagnetisieren, während NdFeB-Magnete nur Temperaturen bis zu etwa 80 Grad standhalten können. 4. Ferrit hat eine extrem gute Stabilität. Es ist ein extrem stabiles Oxid an und für sich. Da NdFeB eine Legierung ist und anfällig für Oxidation und Pulverisierung, muss es beschichtet werden.
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