Hvordan laves ferritmagneter?
Ferrit magneter, nogle gange omtalt som keramik på grund af deres produktionsproces, er den billigste type permanentmagnetmateriale. Materialet blev kommercielt tilgængeligt i midten af 1950'erne og har siden fundet vej til utallige anvendelser, herunder buede magneter til elektriske motorer, magnetiske patroner og magnetiske værktøjer. Råmaterialet til disse magneter er jernoxid blandet med strontium eller barium og formalet til et fint pulver. Pulveret blandes derefter med et keramisk bindemiddel for at fremstille magneter gennem kompressions- eller ekstruderingsteknikker, efterfulgt af en sintringsproces. Karakteren af fremstillingsprocessen resulterer i produkter, der ofte indeholder defekter som revner, hulrum, spåner osv. Heldigvis påvirker disse defekter sjældent magnetens ydeevne.
For at forbedre ydeevnen af ferritmagneter kan ferritforbindelsen blive påvirket af et magnetfelt under presseprocessen. Denne forspænding inducerer en foretrukken magnetiseringsorientering i magneten, hvilket væsentligt forringer dens ydeevne i enhver anden orientering. Derfor er ferritmagneter tilgængelige i både retningsbestemte (anisotropiske) og ikke-retningsbestemte (isotropiske) kvaliteter. På grund af dets lavere magnetiske egenskaber anvendes isotrope ferritkvaliteter typisk, hvor komplekse magnetiseringsmønstre er påkrævet, og forspænding i processen ville være omkostningsmæssigt uoverkommeligt.
Ferritmagneter er tilbøjelige til at afmagnetisere, når de udsættes for ekstreme temperaturer, de er de mindst termisk stabile af alle magnetiske familier, men de kan bruges i miljøer op til 300°C (570°F). Nogle kvaliteter har bedre høj- og lavtemperaturmodstand, men der er flere faktorer, der bestemmer ydeevnen af en neodymmagnet. Magnetiske geometrier ved hjælp af bagplader, åg eller returbanestrukturer vil reagere bedre på temperaturændringer. Som med de fleste keramik, bør ferritmagneter ikke opvarmes eller afkøles mere end 100°C i timen.
Ferritmagneter er meget korrosionsbestandige, og belægninger kan påføres af æstetiske årsager eller for at reducere det fine ferritpulver, der er forbundet med ferritmagneter.
Ferritmagnetmaterialet er meget hårdt og skørt, og materialets gennemsnitlige Mohs-hårdhed er 7, hvilket ikke er velegnet til traditionelle værktøjsmaskiner og skærende værktøjer. Diamantværktøj og nogle slibemidler er de konventionelle metoder til fremstilling af denne magnetlegering. De fleste magnetiske materialer behandles i umagnetiseret tilstand. Når fabrikations- og rengøringsoperationerne er afsluttet, magnetiseres magneterne til mætning.
Ferritmagneter er ret nemme at magnetisere og kræver kun et rimeligt magnetiseringsfelt. De bruges ofte sammen med komponenter i blødt stål, såsom motorhuse eller bagplader, og det er ofte nødvendigt at magnetisere en ferritmagnet monteret på/i den komponent.
Ferritmagneter er i sagens natur skøre og er især tilbøjelige til at revne, når påføringen involverer stød eller bøjning. Som alle magnetiske materialer bør ferriter ikke bruges som strukturelle elementer i design.
Ferritmagneter fremstilles ved at kalcinere en blanding af jernoxid og strontiumcarbonat for at danne metaloxider. En flertrins formaling reducerer det calcinerede materiale til en lille partikelstørrelse. Det komprimeres i en form ved en af to metoder. pulver. I den første metode tørkomprimeres pulvere for at danne isotrope magneter med svagere magnetiske egenskaber, men bedre dimensionelle tolerancer. Normalt kræver tørpressede magneter ikke finslibning. I den anden metode blandes pulveret med vand for at danne en opslæmning. I nærvær af et magnetisk felt komprimeres gyllen i formen. Et påført magnetfelt producerer en anisotropisk magnet, der udviser fremragende magnetiske egenskaber, men som normalt kræver færdigslibning.
Den komprimerede del, som er tæt på den færdige geometri, sintres ved høj temperatur for at opnå den endelige sammensmeltning af individuelle partikler, og den endelige formgivning opnås med diamantslibemidler. Typisk er polfladerne på ferritmagneter slebet, og de resterende overflader tager på"som sintret"tolerancer og fysiske egenskaber.