Ферритовый магнит что это такое

Ферритовые магниты. Свойства ферритовых магнитов.

Ферритовые магниты. Свойства ферритовых магнитов.

Магнит — одно из самых простых устройств, знакомых каждому. Вряд ли отыщется человек, который в детстве не играл с красно-синей подковой, притягивающей металлические предметы. Но естественно, это приспособление предназначено далеко не для игр: оно используется в самых различных сферах, начиная от быта и заканчивая промышленными цехами.

Среди всех разновидностей магнитных материалов именно ферритовый магнит является самым узнаваемым и востребованным по всему миру. Они составляют около 75% от всех покупаемых приспособлений подобного типа. Дело в том, что это устройство — достаточно простое и недорогое, а его технические характеристики позволяют использовать его для различных целей.

Ферритовый магнит характеристики

Чем отличается ферритовый магнит от неодимового

Конкуренцию ферриту может составить только неодим, который также обладает повышенными эксплуатационными свойствами. Отличия неодимовых магнитов от ферритовых можно оценить по таким пунктам:

Очевидно, что на вопрос, какие магниты лучше ферритовые или неодимовые, нет однозначного ответа. Выбор устройства во многом зависит от сферы его применения и среды использования.

Изготовление ферритовых магнитов

Ферритовый магнит для динамиков и прочих приспособлений может быть изготовлен несколькими способами. Самые распространенные варианты производства:

Где применяются ферриты?

Они широко распространены в различных сферах. Например, они используются в процессе производства микроволновых печей и разработки динамиков. Ферриты встречаются и в тяжелой промышленности: их применяют для изготовления двигателей, генераторов, насосных приводов и измерительного оборудования.

Магнитные устройства этого типа есть в фотоаппаратах, принтерах, сканерах, клавиатурах и системных блоках, бортовых компьютерах автомобилей и gps-навигаторах.

Именно ферритовые сувенирные магнитики мы цепляем на холодильник или используем на офисных досках. В быту это приспособление также встречается крайне часто. С его помощью можно отыскать упавшую иголку или мелкий шуруп.

Магниты из феррита продаются практически в любом строительном магазине, однако лучше приобретать их у проверенных продавцов или напрямую у производителей через маркетплейс. Только тогда вы сможете быть уверены в качестве продукции.

Источник

Какой магнит лучше ферритовый или неодимовый

Магниты нашли широкое применение в различных сферах человеческой жизни. Они – важнейший компонент целого ряда продукции, начиная с бытовой техники и заканчивая антистресс-игрушками. Ферритовые кольцевые изделия используются в машиностроительной отрасли, в радиотехнике, они – ключевой элемент многих сувениров.

На современном рынке представлены два типа наиболее распространенных магнитов – неодимовые или ферритовые. Поговорим об их особенностях, свойствах и отличиях.

О каждом – детальнее

Неодимовый магнит – это материал, в составе которого присутствуют 2 атома неодима, 14 – железа и 1 – брома. Второе название таких изделий как раз отражает их состав – «неодим-железо-бор». Они представляют собой редкоземельные магниты, содержащие атомы актинидов либо лантанидов и являющиеся самыми мощными в своем роде. Сила неодимовых магнитов измеряется в Гауссах и в зависимости от размера, класса и формы может достигать 13,5 тыс. Гаусс. Для наглядности: сила обычных магнитов, например, для холодильника, находится на уровне 50 Гаусс.

Ферритовые магниты – это соединения железа с оксидами иных металлов, так называемыми ферримагнетиками. Они нашли свое применение в радиоэлектронике и радиотехнике, в ходе изготовления вычислительной техники благодаря оптимальному сочетанию хорошей магнитной восприимчивости и отличных диэлектрических свойств

Производство ферритов осуществляется такими способами:

· Спеканием. Входящие в состав химические элементы спекаются в строгой пропорции, затем полученная смесь измельчается до однородности и вновь подвергается спеканию.

· Каландрированием. Метод применим для того, чтобы получать гибкие изделия и рулоны.

· Литьем под давлением. Так изготавливаются магниты сложной формы.

· Экструдированием. Технология позволяет выпускать продукцию с поперечным сечением и фиксированным профилем.

Неодимовый и ферритовый магнит: в чем разница?

· Сила примагничивания. В этом плане неодимовые магниты превосходят ферритовые аналоги, да и магнитное поле у них вдвое сильнее.

· Продолжительность эксплуатации. Феррит теряет заявленные свойства спустя 7-10 лет службы, превращаясь постепенно в обычный кусок металла. Изделия из неодима могут служить веками, при этом размагничиваясь всего на 1 процент за сотню лет.

· Форма. Длительное время несовершенство технологии изготовления позволяло выпускать ферритовые магниты исключительно в виде подковы. Сегодня их ассортимент расширился и ничем не уступает неодимовым.

· Цена. Из-за сложной технологии производства продукция из неодима намного дороже ферритовой. К тому же неодим с трудом поддается обработке.

И неодимовые, и ферритовые магниты являются незаменимыми элементами многих современных приборов. К примеру, ферритовые активно используются при изготовлении динамиков и микроволновых печей. Они нужны в тяжелой промышленности, становясь важнейшими деталями различных моторов, генераторов, систем привода насосного и измерительного оборудования.

Устройства этого типа используются в ходе изготовления фотоаппаратов, печатных приборов (сканеры, принтеры и пр.), они есть в каждом системном блоке, в каждой клавиатуре, gps-навигаторе и бортовом компьютере любого транспортного средства.

А еще ферритовые магниты – это основа сувенирной продукции. Это их мы цепляем на холодильники и используем в качестве антистресс-игрушек, с их помощью ищем закатившуюся под диван иголку или крохотный шурупчик.

Сфера использования неодимовых моделей аналогична – это и производство сувенирной продукции, и промышленность, в том числе и тяжелая, и бытовые нужды. Изделия из неодима находятся в почете у автомобилистов, которые с помощью мощных магнитов очищают от металлических микрочастиц машинное масло, крепят на капотах или багажниках всевозможные металлические таблички. Благодаря высокой мощности таких изделий они способны зафиксировать подобные предметы и прочно удерживать их во время движения автомобиля даже при плохих погодных условиях и сильном ветре. Кроме того, неодим известен способностью намагничивать другие магниты, возвращая им первоначальные эксплуатационные свойства.

О свойствах – своими словами

Ферритовые аналоги в этом плане удобнее. Их можно обрабатывать, как угодно, ведь материал пластичнее, он безопасен, податлив, универсален в использовании.

Источник

Как используют ферритовые магниты.

При производстве магнитов используются различные материалы, но одним из лучших был и остается феррит (стронция или бария). Мы расскажем о том, как используют ферритовые магниты.

По объему потребления этот тип занимает около 2/3 всего рынка постоянных магнитов. При любых температурах материал сохранит свои качества: отличную остаточную намагниченность, износоустойчивость, надежность.

Средний срок службы ферритового магнита составляет 10-30 лет. Чаще всего этот материал используется при изготовлении различных устройств и бытовой техники. Он предотвращает помехи сигнала, передающегося через кабель. Помимо этого, феррит защитит окружающую среду от воздействия магнитных полей.

Как «работает» феррит.

Любой используемый кабель работает по принципу «мини-антенны», позволяет конвертировать ток и напряжение в магнитное поле. При прохождении через незащищенный кабель с медным проводом высокочастотного тока можно наблюдать искажения сигнала и шумы.

Раньше для решения проблемного вопроса использовался специальный защитный экран из медной оплетки. Ослабление внешних помех обходилось слишком дорого, поэтому производители искали другой выход из ситуации. Благодаря использованию феррита удалось не только снизить затраты на производство техники, но и в разы увеличить способность подавлять шумовой ток.

Феррит выступает своеобразным изолятором. Частично энергия, которая вырабатывается магнитным полем, переходит в тепловую. Изготавливать этот материал научились около 50 лет назад, а пользуются – по сегодняшний день. В отличие от металлических аналогов этот вид магнитов имеется относительно скромные энергетические показатели. Кроме того, несмотря на свой небольшой вес, феррит является достаточно твердым материалом.

Сферы использования ферромагнита

Изначально ферромагниты применяли в кабелях мониторов, чтобы уменьшить помехи и улучшить качество «картинки». Немного позже сфера использования этого материала стала более широкой:

Установить ферритный магнит на кабель несложно. Вокруг магнита следует сделать петельку и надеть цилиндр на него. Так вы обеспечите «чистый» сигнал.

Достоинства ферритов

По сравнению с другими магнитными материалами коммерческого использования ферриты отличаются следующими преимуществами:

Ферромагнит имеет плотность около 5 тысяч килограммов на м3. Создает магнитное поле, требуемое для насыщения (примерно ±10 кЭ). После твердого спекания ферритовые магниты не боятся сухого или мокрого прессования.

Из недостатков данного материала можно отметить хрупкость – феррит легко разломать. Имеет сопротивление на разрыв, составляющее не более 1/7 сопротивления редкоземельных магнитов (например, неодимового).

Способы производства

Ферриты изготавливают несколькими способами:

Ферритные магниты нуждаются в обработке, что позволяет добиться такого качества материала, которое отвечает техническим требованиям заказчиков. Например, для улучшения свойств могут использоваться разные эпоксидные покрытия.

Итак, как используют ферритовые магниты, нужно соблюдать определенные меры предосторожности. Как уже говорилось выше, главный недостаток феррита – его хрупкость. Нужно постараться избегать падения материала, так как от него могут отламываться осколки.

У ферритовых магнитов на современном рынке фактически нет конкурентов. По качествам их превосходят лишь неодимовые. Хотя нужно учитывать то, что по цене эти материалы гораздо выше, что существенно влияет на себестоимость производства в сторону удорожания. Кроме того, благодаря отличным полупроводниковым качествам именно ферриты, а не неодимовые магниты применяют в радиоэлектронике.

Легкость, стойкость к размагничиванию делает ферромагнитные материалы незаменимыми при изготовлении бытовой техники, электрических двигателей и сепараторов.

В продаже можно найти ферромагниты различных типов: изотропные и анизотропные. Первый вариант имеет меньшую мощность, однако намагничивание может происходить в любом направлении. Анизотропным материалам направление задают при изготовлении.

Источник

3 разных типа магнитов и их применение

Древние люди использовали магниты по крайней мере с 500 г. до н.э., и самые ранние известные описания таких материалов и их характеристики происходят из Китая, Индии и Греции около 25 веков назад. Однако искусственные магниты были созданы еще в 1980-х годах.

Очевидно, что не все магниты состоят из одних и тех же веществ, и поэтому их можно разделить на разные классы в зависимости от их состава и источника магнетизма. Ниже приведен подробный список трех основных типов магнитов с указанием их свойств, прочности, а также промышленного и непромышленного применения.

1. Постоянные магниты

После намагничивания постоянные магниты могут сохранять магнетизм в течение продолжительного времени. Они сделаны из материалов, которые могут намагничиваться и создают собственное постоянное магнитное поле.
Обычно постоянные магниты изготавливаются из четырех различных типов материалов:

I) Ферритовые магниты

Стек ферритовых магнитов | Изображение предоставлено: Викимедиа

Ферритовые магниты (также называемые керамическими магнитами) являются электроизоляционными. Они темно-серого цвета и выглядят как карандашный грифель.

Ферриты обычно представляют собой ферромагнитные керамические соединения, получаемые путем смешивания больших количеств оксида железа с металлическими элементами, такими как марганец, барий, цинк и никель. Некоторые ферриты имеют кристаллическую структуру, например ферриты стронция и бария.

Они довольно популярны благодаря своей природе: они не подвержены коррозии и, следовательно, используются для продления жизненного цикла многих продуктов. Ферритовые магниты могут использоваться в чрезвычайно жарких условиях (до 300 градусов Цельсия), и стоимость изготовления таких магнитов также низкая, особенно если они производятся в больших объемах.

Они могут быть далее подразделены на «твердые», «полужесткие» или «мягкие» ферриты, в зависимости от их магнитных свойств.

Поскольку твердые ферриты трудно размагничивать, они обладают высокой коэрцитивной силой. Они используются для изготовления магнитов, например небольших электродвигателей и громкоговорителей. Мягкие ферриты, с другой стороны, имеют низкую коэрцитивную силу и используются для изготовления электронных индукторов, трансформаторов и различных микроволновых компонентов.

II) магниты Алнико

Магнит-подкова из алнико 5 | Эта U-образная форма образует мощное магнитное поле между полюсами, позволяя магниту захватывать тяжелые ферромагнитные материалы.

Магниты алнико состоят из алюминия (Al), никеля (Ni) и кобальта (Co), отсюда и название al-ni-co. Они часто включают титан и медь. В отличие от керамических магнитов, они являются электропроводящими и имеют высокие температуры плавления.

Чтобы классифицировать их (основываясь на их магнитных свойствах и химическом составе), Ассоциация производителей магнитных материалов присвоила им номера, такие как Alnico 3 или Alnico 7.

Сплавы Alnico могут сохранять свои магнитные свойства при высоких рабочих температурах, вплоть до 800 градусов Цельсия. Фактически, они являются единственными магнитами, которые имеют магнетизм при нагревании раскаленным докрасна.

III) Редкоземельные магниты

Как следует из названия, редкоземельные магниты изготавливаются из сплавов редкоземельных элементов. Это самый сильный тип постоянных магнитов, разработанный в 1970-х годах. Их магнитное поле может легко превышать 1 Тесла.

Самарий-кобальтовые магниты состоят из празеодима, церия, гадолиния, железа, меди и циркония. Они могут сохранять свои магнитные свойства при высоких температурах и обладают высокой устойчивостью к окислению.

Из-за их меньшей напряженности магнитного поля и высокой стоимости производства они используются реже, чем другие редкоземельные магниты. В настоящее время они используются в настольном ядерно-магнитно-резонансном спектрометре, высококачественных электродвигателях, турбомашиностроении и во многих областях, где производительность должна соответствовать изменению температуры.

Неодимовые магниты, с другой стороны, являются наиболее доступным и сильным типом редкоземельных магнитов. Они представляют собой тетрагональную кристаллическую структуру, изготовленную из сплавов неодима, бора и железа.

Благодаря своим меньшим размерам и небольшому весу они заменили ферритовые и алникомагниты в многочисленных применениях в современных технологиях. Например, неодимовые магниты в настоящее время используются в головном приводе для компьютерных жестких дисков, электродвигателей для аккумуляторных инструментов, механических переключателей электронных сигарет и динамиков мобильных телефонов.

IV) одномолекулярные магниты

Универсальный внутриклеточный белок, называемый ферритином, считается магнитом с одной молекулой. Он хранит железо и выпускает его контролируемым образом.

К концу 20-го века ученые узнали, что некоторые молекулы [которые состоят из ионов парамагнитного металла] могут проявлять магнитные свойства при очень низких температурах. Теоретически они способны хранить информацию на уровне магнитных доменов и обеспечивать гораздо более плотный носитель, чем традиционные магниты.

Одномолекулярные магниты состоят из кластеров марганца, никеля, железа, ванадия и кобальта. Было обнаружено, что некоторые цепные системы, такие как одноцепные магниты, сохраняют магнетизм в течение длительного периода времени при более высоких температурах.

Исследователи в настоящее время изучают монослои таких магнитов. Одним из ранних соединений, которое было исследовано в качестве одно-молекулярного магнита, является додекануклеарная марганцевая клетка.

Потенциальные возможности применения этих магнитов огромны. К ним относятся квантовые вычисления, хранение данных, обработка информации и биомедицинские приложения, такие как контрастные агенты МРТ.

2. Временные магниты

Некоторые объекты могут быть легко намагничены даже слабым магнитным полем. Однако, когда магнитное поле удалено, они теряют свой магнетизм.

Временные магниты различаются по составу: они могут быть любым объектом, который действует как постоянный магнит в присутствии магнитного поля. Например, магнитомягкий материал, такой как никель и железо, не будет притягивать скрепки после удаления внешнего магнитного поля.

Когда постоянный магнит подносится к группе стальных гвоздей, гвозди прикрепляются друг к другу, а затем к постоянному магниту. В этом случае каждый гвоздь становится временным магнитом, а когда постоянный магнит удаляется, они больше не прикрепляются друг к другу.

3. Электромагнит

Электромагнит притягивающий железные опилки

Электромагнит был изобретен британским ученым Уильямом Стердженом в 1824 году. Затем он был систематически усовершенствован и популяризирован американским ученым Джозефом Генри в начале 1830-х годов.

Электромагниты представляют собой плотно намотанные витки провода, которые функционируют как магниты при прохождении электрического тока. Его также можно классифицировать как временный магнит, поскольку магнитное поле исчезает, как только ток отключается.

Полярность и напряженность магнитного поля, создаваемого электромагнитом, можно регулировать, изменяя направление и величину тока, протекающего через провод. Это главное преимущество электромагнитов перед постоянными магнитами.

Для усиления магнитного поля катушка обычно наматывается на сердечник из «мягкого» ферромагнитного материала, такого как мягкая сталь. Провод, свернутый в одну или несколько петель, называется соленоидом.

Эти типы магнитов широко используются в электрических и электромеханических устройствах, включая жесткие диски, громкоговорители, жесткие диски, трансформаторы, электрические звонки, МРТ-машины, ускорители частиц и различные научные приборы.

Электромагниты также используются в промышленности для захвата и перемещения тяжелых предметов, таких как металлолом и сталь.

Часто задаваемые вопросы

Из чего сделаны магниты?

Что такое природный магнит?

Какой магнит самый сильный?

Самым сильным типом постоянного магнита, имеющегося в продаже, являются неодимовые (Nd) магниты. Они изготавливаются путем смешивания неодима, железа и бора с образованием тетрагональной кристаллической структуры Nd₂Fe₁₄B. Это соединение было впервые обнаружено компаниями General Motors и Sumitomo Special Metals (работавшими независимо друг от друга) в 1984 году.

Влияют ли магниты на человеческий мозг?

Да. Поскольку нейроны электрически заряжены, магнитное поле может вызвать протекание тока через нейроны. Это может изменить активность нейронов.

До сих пор нейробиологи использовали транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) для улучшения времени реакции, памяти и некоторых других когнитивных способностей. Однако, несмотря на некоторые положительные результаты, долгосрочные эффекты не совсем понятны.

Могут ли магниты потерять свой магнетизм?

Да, даже постоянные магниты могут потерять свой магнетизм при определенных условиях. Например:

Избыточное нагревание: ферромагнитные материалы теряют свой магнетизм при нагревании выше определенной точки, называемой температурой Кюри. Неодимовые магниты демонстрируют лучшие магнитные характеристики до 150 ° C. Выше этой точки они теряют часть своих характеристик при повышении температуры на каждый градус.

Размагничивание: постоянные магниты можно размагнитить, подвергая их достаточно сильному магнитному полю противоположной полярности. Способность магнита противостоять внешнему магнитному полю, не размагничиваясь, называется коэрцитивной силой.

Удар: более старые материалы, такие как AlNiCo и магнитная сталь, имеют низкую коэрцитивную силу. Они подвержены размагничиванию, если через материал передается достаточная энергия посредством удара. Этот шок может быть вызван ударами молотка по материалу или его падением.

Источник

Феррит (магнит)

Ферритные соединения чрезвычайно дешевы, состоят в основном из оксида железа и обладают отличной коррозионной стойкостью. Йогоро Като и Такеши Такеи из Токийского технологического института синтезировали первые ферритные соединения в 1930 году [3].

СОДЕРЖАНИЕ

Состав, структура и свойства [ править ]

Некоторые ферриты имеют гексагональную кристаллическую структуру, например ферриты бария и стронция BaFe ₁₂ O ₁₉ (BaO: 6Fe ₂ O ₃ ) и SrFe ₁₂ O ₁₉ (SrO: 6Fe ₂ O ₃ ). [6]

Мягкие ферриты [ править ]

Наиболее распространенные мягкие ферриты: [6]

Полутвердые ферриты [ править ]

Жесткие ферриты [ править ]

Наиболее распространенные твердые ферриты:

Производство [ править ]

Ферриты производятся путем нагревания смеси оксидов составляющих металлов при высоких температурах, как показано в этом идеализированном уравнении: [20]

Обработка [ править ]

С помощью сухого прессования можно изготавливать небольшие и геометрически простые формы. Однако в таком процессе мелкие частицы могут агломерироваться и приводить к ухудшению магнитных свойств по сравнению с процессом влажного прессования. Прямое прокаливание и спекание без повторного измельчения также возможно, но приводит к плохим магнитным свойствам.

Чтобы обеспечить эффективную укладку продукта в печь во время спекания и предотвратить слипание деталей, многие производители разделяют посуду с помощью разделительных листов для керамического порошка. Эти листы доступны из различных материалов, таких как оксид алюминия, диоксид циркония и магнезия. Они также доступны с мелкими, средними и крупными частицами. Подбирая материал и размер частиц для спекаемого изделия, можно уменьшить повреждение поверхности и загрязнение при максимальной загрузке печи.

Использует [ редактировать ]

Наночастицы феррита проявляют суперпарамагнитные свойства.

История [ править ]

Йогоро Като и Такеши Такеи из Токийского технологического института синтезировали первые ферритовые соединения в 1930 году. Это привело к основанию TDK Corporation в 1935 году для производства материала.

В 1960-х годах компания Philips разработала гексаферрит стронция (SrO • 6Fe ₂ O ₃ ) с лучшими свойствами, чем гексаферрит бария. Гексаферриты бария и стронция доминируют на рынке из-за их низкой стоимости. Были обнаружены другие материалы с улучшенными свойствами. BaO • 2 (FeO) • 8 (Fe ₂ O ₃ ) появился в 1980 году [25], а Ba ₂ ZnFe ₁₈ O ₂₃ появился в 1991 году [26].

Источник