Aimant cylindrique en ferrite

Aimant cylindrique en ferrite

Les utilisations et les variétés de matériaux magnétiques en ferrite ont augmenté avec le développement de la production. Selon l'application, la ferrite peut être divisée en cinq catégories : magnétique doux, magnétique dur, gyromagnétique, moment magnétique et piézo-magnétique.

Un matériau magnétique doux fait référence à un matériau en ferrite facile à magnétiser et à démagnétiser sous un champ magnétique faible (comme illustré à la figure 1). Les représentants typiques des matériaux magnétiques doux sont la ferrite manganèse-zinc Mn-ZnFe₂O₄et nickel zinc ferrite Ni-ZnFe₂O₄.

La ferrite magnétique douce est un matériau de ferrite avec une large application, une grande quantité, de nombreuses variétés et une valeur de sortie élevée parmi les différentes ferrites. À l'heure actuelle, il existe des dizaines de types produits par lots dans le monde et la production annuelle a atteint plus de dizaines de milliers de tonnes.

La ferrite douce est principalement utilisée comme une variété de composants d'inductance, tels que les noyaux de filtre, les noyaux de transformateur, les noyaux d'antenne, les noyaux de déviation, les têtes d'enregistrement sur bande magnétique et vidéo, et les têtes d'enregistrement pour les communications multicanaux.

Généralement, la structure cristalline de la ferrite douce est de type spinelle cubique, qui est utilisée en audiofréquence à très haute fréquence (1 kHz-300 MHz). Cependant, la limite supérieure de la fréquence d'application du matériau magnétique doux à structure cristalline de magnétoplumbite hexagonale est plusieurs fois supérieure à celle du type spinelle.

Les matériaux magnétiques durs sont relatifs aux matériaux magnétiques doux. Il fait référence à un matériau en ferrite qui n'est pas facile à démagnétiser après magnétisation, mais qui peut conserver le magnétisme pendant une longue période. Par conséquent, il est aussi parfois appelé matériau magnétique permanent ou matériau magnétique permanent).

La structure cristalline des matériaux magnétiques durs est principalement de type magnétoplumbite hexagonale. Son représentant typique est la ferrite de baryum BaFe₁₂O₁₉(également connue sous le nom de porcelaine constante de baryum, porcelaine magnétique de baryum), qui est un matériau magnétique dur en ferrite avec de bonnes performances, à faible coût et adapté à la production industrielle.

Ce matériau peut non seulement être utilisé comme enregistreur, microphone, capteur, téléphone et aimant pour divers instruments dans les appareils de télécommunication, mais il est également utilisé dans le traitement de la pollution, la biologie médicale et les écrans d'impression.

Le matériau ferrite dur est le deuxième matériau magnétique dur principal après les matériaux métalliques magnétiques durs de la série Al-Ni. Composants de machines, dispositifs à micro-ondes et autres dispositifs de défense) ouvrent de nouvelles voies d'applications.

Le gyromagnétisme des matériaux magnétiques signifie que sous l'action de deux champs magnétiques continus mutuellement perpendiculaires et de champs magnétiques d'ondes électromagnétiques, lorsqu'une onde électromagnétique à polarisation plane se propage dans une certaine direction à l'intérieur du matériau, son plan de polarisation tournera en continu autour de la direction de propagation . Phénomène, ce type de matériau aux propriétés gyromagnétiques est appelé matériau gyromagnétique.

Sous l'action du champ magnétique CC et du champ magnétique des ondes électromagnétiques, lorsque l'onde électromagnétique polarisée dans le plan se propage dans une certaine direction à l'intérieur du matériau, son plan de polarisation tourne en continu autour de la direction de propagation. Ce type de matériau aux propriétés gyromagnétiques est appelé matériau gyromagnétique. Bien que le matériau métallique H magnétique ait également un gyromagnétisme, en raison de la faible résistivité et de la trop grande perte de courant de Foucault, l'onde électromagnétique ne peut pas pénétrer profondément à l'intérieur, mais ne peut pénétrer dans la peau qu'avec une épaisseur inférieure à 1 micron (également appelée l'effet peau), il ne peut donc pas être utilisé. Par conséquent, l'application du gyromagnétisme dans les matériaux magnétiques est devenue un domaine unique de la ferrite.

Le phénomène gyromagnétique est en fait appliqué dans la bande de 100 ~ 100,000 MHz (ou dans la gamme des ondes métriques aux ondes millimétriques), de sorte que le matériau gyromagnétique en ferrite est également appelé ferrite micro-ondes. Les ferrites micro-ondes couramment utilisées comprennent la ferrite magnésium-manganèse Mg-MnFe₂O₄, nickel cuivre ferrite Ni-CuFe₂O₄, ferrite nickel zinc Ni-ZnFe2O4 et ferrite grenat yttrium 3Me₂O₃5Fe₂O₃(Me est un ion trivalent de métaux de terres rares, tel que Y^{3 plus}, SM^{3 plus}, Dieu^{3 plus}, Dy^{3 plus}, etc.)

La plupart des matériaux gyromagnétiques sont des guides d'ondes ou des lignes de transmission qui transmettent des micro-ondes pour former divers dispositifs à micro-ondes, qui sont principalement utilisés dans les équipements électroniques tels que les radars, les communications, la navigation, la télémétrie et la télécommande. Les appareils à micro-ondes sont principalement utilisés dans les équipements électroniques tels que les radars, les communications, la navigation, la télémétrie et la télécommande.

Le matériau magnétique de moment fait référence à un matériau de ferrite avec une boucle d'hystérésis rectangulaire, comme illustré à la figure 4. La boucle d'hystérésis signifie qu'après que le champ magnétique externe augmente jusqu'à l'intensité du champ de saturation plus Hs, de plus Hs à -Hs, puis de nouveau à plus Hs, l'induction magnétique du matériau magnétique passe également de plus Bs à - Bs revient à plus Bs à nouveau, la courbe en boucle fermée expérimentée. Les matériaux magnétiques de moment les plus couramment utilisés sont la ferrite magnésium-manganèse Mg-MnFe2O4 et la ferrite lithium-manganèse Li-MnFe2O4.

Ce type de matériau est principalement utilisé comme noyau de mémoire de divers types d'ordinateurs électroniques, et a également été largement utilisé dans le contrôle automatique, la navigation radar, la navigation spatiale, l'affichage d'informations, etc.

Bien qu'il existe de nombreux nouveaux types de mémoire, la mémoire magnétique (en particulier la mémoire à noyau magnétique) occupe toujours une place très importante dans la technologie informatique en raison des matières premières abondantes, du processus simple, des performances stables et du faible coût des matériaux magnétiques à moment de ferrite.

Les matériaux piézomagnétiques font référence aux matériaux de ferrite qui peuvent être mécaniquement étirés ou raccourcis (magnétostrictifs) dans la direction du champ magnétique lorsqu'ils sont magnétisés. Actuellement les plus utilisées sont la ferrite nickel-zinc Ni-ZnFe₂O₄, nickel-cuivre ferrite Ni-CuFe₂O₄et ferrite nickel-magnésium Ni-MgFe₂O₄et ainsi de suite.

Les matériaux piézomagnétiques sont principalement utilisés dans les dispositifs acoustiques à ultrasons et sous-marins, les dispositifs magnéto-acoustiques, les dispositifs de télécommunication, les téléviseurs sous-marins, les ordinateurs électroniques et les dispositifs de contrôle automatique qui convertissent l'énergie électromagnétique et l'énergie mécanique.

Bien que les matériaux piézoélectriques et les matériaux céramiques piézoélectriques (tels que le titanate de baryum, etc.) aient presque les mêmes domaines d'application, ils sont appliqués dans des conditions différentes en raison de leurs caractéristiques différentes. On pense généralement que les matériaux piézomagnétiques en ferrite ne conviennent que pour la bande de fréquences de dizaines de milliers de hertz, tandis que la bande de fréquences applicable des céramiques piézoélectriques est beaucoup plus élevée.

En plus de la classification ci-dessus par utilisation, la ferrite peut être divisée en ferrite Ni-Zn, Mn-Zn, Cu-Zn, etc. selon sa composition chimique. Les ferrites de même composition chimique (série) peuvent avoir diverses utilisations. Par exemple, la ferrite Ni-Zn peut être utilisée comme matériaux magnétiques doux, matériaux gyromagnétiques ou piézomagnétiques, mais il existe des différences dans la formule et le processus. Changez simplement.