Rodzaje, właściwości i zakres zastosowań miękkich materiałów magnetycznych

Miękkie materiały magnetyczne odnoszą się do materiałów, które ulegają namagnesowaniu przy Hc nieprzekraczającej 1000 A/m i nazywane są miękkimi magnesami. Typowy miękki materiał magnetyczny może osiągnąć maksymalne namagnesowanie przy najmniejszym zewnętrznym polu magnetycznym. Miękkie materiały magnetyczne to materiały magnetyczne o niskiej koercji i wysokiej przepuszczalności. Miękkie materiały magnetyczne są łatwe do namagnesowania i rozmagnesowania i są szeroko stosowane w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym. Najczęściej stosowanymi miękkimi materiałami magnetycznymi są stopy żelaza i krzemu (blachy ze stali krzemowej) i różne miękkie magnetyczne materiały ferrytowe. Charakteryzuje się wąską i stromą pętlą histerezy, prawie odwracalnym procesem magnesowania, niską utratą histerezy, wysoką przepuszczalnością i niską siłą koercji. Takie jak blachy ze stali krzemowej, czyste żelazo przemysłowe, czysta stal węglowa itp.

Materiały magnetyczne o niskiej koercji, znane również jako materiały magnetyczne o wysokiej przewodności. Rdzenie żelazne stosowane w produkcji sprzętu elektrycznego, takiego jak silniki i transformatory w energetyce. Stosowany w przemyśle elektronicznym do produkcji różnych elementów magnetycznych, szeroko stosowanych w telewizji, radiofonii i komunikacji. Ten typ materiału charakteryzuje się takimi cechami, jak wysoka gęstość strumienia magnetycznego nasycenia, wysoka przenikalność magnetyczna, wąskie pętle histerezy, mała powierzchnia, niska strata histerezy oraz niski magnetyzm szczątkowy i siła koercji. W przypadku zastosowań komunikacyjnych wymagane są niskie straty prądu wirowego i histerezy. Powszechnie stosowane obejmują czyste żelazo, stal niskowęglową, blachę ze stali krzemowej, permalloj, ferryt itp.

(1) Czyste żelazo i stal niskowęglowa: wysoka przenikalność magnetyczna i dobra wydajność przetwarzania. Jednak ze względu na duże straty prądu wirowego nadaje się tylko do rdzeni żelaznych prądu stałego.

(2) Blacha i taśma ze stali krzemowej: wysoka rezystywność i niskie straty prądu wirowego. Ale tekstura jest krucha, a wydajność przetwarzania jest słaba. Do użytku należy laminować lub zwinąć w okrągły kształt, z farbą izolacyjną lub warstwą tlenku utworzoną pomiędzy arkuszami w celu zmniejszenia strat spowodowanych prądami wirowymi.

(3) Permalloj: Ogólny termin określający stopy żelaza i niklu, które mają wysoką przenikalność magnetyczną. Używany do precyzyjnych instrumentów, głowic rejestrujących i innych zastosowań, w których wymagana jest mała głośność.

(4) Ferryt: Z Fe2O3 jako głównym składnikiem, zmieszanym z Mn Zn lub Ni Zn, jest on prasowany w ferryt manganowo-cynkowy lub ferryt niklowo-cynkowy metodą metalurgii proszków. Ma wysoką rezystywność i niskie straty w wysokich częstotliwościach. Pierwsza metoda stosowana jest dla częstotliwości poniżej 1 MHz, druga zaś dla częstotliwości mikrofalowych. Im wyższa częstotliwość robocza, tym mniejsza przenikalność magnetyczna. Ferryty należą do żelaznych materiałów magnetycznych, o niższej przenikalności magnetycznej niż materiały ferromagnetyczne.

Typowy miękki materiał magnetyczny może osiągnąć maksymalne namagnesowanie przy najmniejszym zewnętrznym polu magnetycznym. Miękkie materiały magnetyczne można podzielić na trzy kategorie: miękkie materiały magnetyczne metalowe, miękkie materiały magnetyczne ferrytowe i media magnetyczne. Miękki magnetyzm metalu można dalej podzielić na cztery kategorie: czyste żelazo elektromagnetyczne, blacha ze stali krzemowej, stop żelaza z niklem i stop żelaza z aluminium.