Como funciona um ímã de ferrite e como é diferente de outros ímãs?

Princípio de trabalho de Ímãs de ferrite
O principal componente dos ímãs de ferrita é um composto de óxido de ferro (Fe₂o₃) e outros óxidos metálicos (como estrôncio, bário, etc.). Seu magnetismo vem de sua estrutura cristalina e do arranjo de domínios magnéticos internos. Os ímãs de ferrite pertencem a materiais magnéticos duros, e sua estrutura cristalina é hexagonal. Nesta estrutura, íons de ferro e íons de oxigênio formam um arranjo especial, que permite que o material forme domínios magnéticos estáveis ​​(isto é, regiões magnéticas microscópicas) sob a ação de um campo magnético externo. Esses domínios magnéticos se alinham gradualmente durante o processo de magnetização, resultando em forte magnetismo.
Os ímãs de ferrite precisam sofrer tratamento de sinterização e campo magnético de alta temperatura durante o processo de fabricação. Em altas temperaturas, a estrutura cristalina do material é estabilizada e, sob a ação de um campo magnético forte externo, os domínios magnéticos estão alinhados ao longo da direção do campo magnético para formar magnetismo permanente. Mesmo que o campo magnético externo desapareça, os domínios magnéticos ainda podem permanecer alinhados, dando ao magnetismo duradouro do material. O magnetismo da ferrita vem principalmente do arranjo de giros de elétrons dentro dele. Como a ferrita é um material ferromagnético, os giros de elétrons não emparelhados internos gerarão momentos magnéticos, que se alinham sob a ação de um campo magnético externo para formar magnetismo macroscópico.

Diferenças entre ímãs de ferrite e outros ímãs
Os ímãs de ferrite diferem significativamente de outros ímãs comuns (como ímãs NDFEB, ímãs de alnico e ímãs SMCO) em termos de composição do material, características de desempenho e áreas de aplicação.
Os ímãs de ferrite são compostos principalmente de óxido de ferro e óxido de estrôncio/bário, e não contêm elementos de terras raras. Por outro lado, os ímãs de NDFEB são compostos de elementos de terras raras neodímio, ferro e boro, com alto teor de terras raras; Os ímãs de Alnico são compostos de alumínio, níquel, cobalto e ferro, sem elementos de terras raras; E os ímãs SMCO são compostos de elementos de terras raras samarium e cobalto, com alto teor de terras raras. Essa diferença de composição afeta diretamente suas propriedades magnéticas e cenários de aplicação.
Em termos de propriedades magnéticas, os ímãs de ferrite têm um produto de energia magnética mais baixa (geralmente 3,5-5 MGOE), uma força coercitiva mais alta, boas propriedades anti-demagnetização, mas força magnética fraca. Os ímãs NDFEB têm energia magnética extremamente alta (até 50 MGOE ou mais), força magnética forte, mas baixa força coercitiva e desmagnetização fácil. Os ímãs de Alnico têm um produto de energia magnética média (5-10 MGOE), boa estabilidade de temperatura, mas baixa coercividade. Os ímãs SMCO têm um produto de alta energia magnética (20-30 MGOE), excelente estabilidade de temperatura, mas alto custo.
A estabilidade da temperatura é uma grande vantagem dos ímãs de ferrite. Pode funcionar na faixa de -40 ℃ a 250 ℃, adequado para ambientes de alta temperatura. Os ímãs NDFEB têm baixa estabilidade de temperatura e são facilmente desmagnetizados em altas temperaturas. Eles geralmente precisam adicionar elementos como disprósio para melhorar a resistência à temperatura. Os ímãs Alnico têm excelente estabilidade de temperatura e podem funcionar por um longo tempo em ambientes de alta temperatura. Os ímãs SMCO têm a melhor estabilidade de temperatura e são adequados para ambientes extremos de alta temperatura.
Custo e proteção ambiental também são vantagens importantes dos ímãs de ferrite. Possui matérias -primas de baixo custo e abundantes, não contém elementos de terras raras e possui boa proteção ambiental. Por outro lado, os ímãs de NDFEB têm altos custos, dependem de recursos de terras raras e têm baixa proteção ambiental; Os ímãs de Alnico têm custos médios, não contêm elementos de terras raras, mas os recursos de cobalto são limitados; Os ímãs SMCO têm custos extremamente altos, dependem de recursos de terras raras e têm baixa proteção ambiental.
Em termos de áreas de aplicação, os ímãs de ferrite são amplamente utilizados em cenários de baixo custo e alto volume, como falantes, motores, sensores e eletrodomésticos. Os ímãs NDFEB são usados ​​principalmente em motores de alto desempenho, unidades de disco rígido, turbinas eólicas e outros campos com altos requisitos magnéticos. Os ímãs de Alnico são frequentemente usados ​​em cenários, como instrumentos, sensores e motores de alta temperatura. Os ímãs de cobalto samarium são usados ​​principalmente em campos especiais, como equipamentos industriais aeroespaciais, militares e de ponta.

Vantagens únicas de ímãs de ferrite
Embora os ímãs de ferrite tenham força magnética fraca, suas propriedades únicas lhes dão vantagens insubstituíveis em muitas aplicações. Seu baixo custo o torna uma escolha ideal para a produção em massa. As matérias -primas são abundantes e o processo de produção é simples, tornando -o adequado para a fabricação de massa. A alta força coercitiva dos ímãs de ferrite o torna anti-desmagnetização e adequado para uso a longo prazo. Sua excelente estabilidade de temperatura permite funcionar de forma estável em ambientes de alta temperatura e é adequada para aplicações industriais. Os ímãs de ferrite não contêm elementos de terras raras, são ecológicas e atendem aos modernos requisitos de proteção ambiental.