Hur tillverkas ferritmagneter?
Ferritmagneter, ibland kallad keramik på grund av sin tillverkningsprocess, är den billigaste typen av permanentmagnetmaterial. Materialet blev kommersiellt tillgängligt i mitten av 1950-talet och har sedan dess hittat sin väg till otaliga applikationer, inklusive böjda magneter för elmotorer, magnetchuckar och magnetverktyg. Råmaterialet för dessa magneter är järnoxid blandad med strontium eller barium och mald till ett fint pulver. Pulvret blandas sedan med ett keramiskt bindemedel för att producera magneter genom kompressions- eller extruderingstekniker, följt av en sintringsprocess. Tillverkningsprocessens natur resulterar i produkter som ofta innehåller defekter som sprickor, tomrum, spån etc. Lyckligtvis påverkar dessa defekter sällan magnetens prestanda.
För att förbättra prestanda hos ferritmagneter kan ferritföreningen påverkas av ett magnetfält under pressningsprocessen. Denna förspänning inducerar en föredragen magnetiseringsorientering i magneten, vilket signifikant försämrar dess prestanda i någon annan orientering. Därför finns ferritmagneter tillgängliga i både riktad (anisotropisk) och icke-riktad (isotropisk) kvalitet. På grund av dess lägre magnetiska egenskaper används isotropa ferritkvaliteter vanligtvis där komplexa magnetiseringsmönster krävs och förspänning i processen skulle vara kostnadskrävande.
Ferritmagneter är benägna att avmagnetisera när de utsätts för extrema temperaturer, de är de minst termiskt stabila av alla magnetiska familjer, men de kan användas i miljöer upp till 300°C (570°F). Vissa kvaliteter har bättre hög- och lågtemperaturbeständighet, men det finns flera faktorer som avgör prestandan hos en neodymmagnet. Magnetiska geometrier som använder bakplåtar, ok eller returvägsstrukturer reagerar bättre på temperaturförändringar. Som med de flesta keramik, bör ferritmagneter inte värmas eller kylas mer än 100°C per timme.
Ferritmagneter är mycket korrosionsbeständiga och beläggningar kan appliceras av estetiska skäl eller för att minska det fina ferritpulvret som förknippas med ferritmagneter.
Ferritmagnetmaterialet är mycket hårt och sprött, och den genomsnittliga Mohs-hårdheten för materialet är 7, vilket inte är lämpligt för traditionella verktygsmaskiner och skärverktyg. Diamantverktyg och vissa slipmedel är de konventionella metoderna för att tillverka denna magnetlegering. De flesta magnetiska material bearbetas i omagnetiserat tillstånd. När tillverkningen och rengöringen är klar magnetiseras magneterna till mättnad.
Ferritmagneter är ganska lätta att magnetisera och kräver bara ett rimligt magnetiseringsfält. De används ofta med mjukt stålkomponenter, såsom motorhus eller bakplåtar, och det är ofta nödvändigt att magnetisera en ferritmagnet monterad på/i den komponenten.
Ferritmagneter är i sig spröda och är särskilt benägna att spricka när applikationen involverar stötar eller böjning. Liksom alla magnetiska material bör ferriter inte användas som strukturella element i design.
Ferritmagneter tillverkas genom att kalcinera en blandning av järnoxid och strontiumkarbonat för att bilda metalloxider. En flerstegsmalning reducerar det kalcinerade materialet till en liten partikelstorlek. Den komprimeras i en form med en av två metoder. pulver. I den första metoden torrkomprimeras pulver för att bilda isotropiska magneter med svagare magnetiska egenskaper men bättre dimensionstoleranser. Normalt kräver torrpressade magneter inte finslipning. I den andra metoden blandas pulvret med vatten för att bilda en slurry. I närvaro av ett magnetiskt fält komprimeras slammet i formen. Ett applicerat magnetfält ger en anisotrop magnet som uppvisar utmärkta magnetiska egenskaper men som vanligtvis kräver finslipning.
Den komprimerade delen, som ligger nära den färdiga geometrin, sintras vid hög temperatur för att uppnå den slutliga sammansmältningen av enskilda partiklar, och den slutliga formningen uppnås med diamantslipmedel. Typiskt är polytorna på ferritmagneter slipade och de återstående ytorna tar på sig"som sintrade"toleranser och fysikaliska egenskaper.