4.14.5. Магнитомягкие ферриты.

Это твердые растворы окиси железа Fe₂0₃с окислами других металлов. Наиболее широко применяются ферриты со структурой шпинели, отвечающей формуле МеFe₂O₄где Me — какой-либо двухвалентный катион. Самопроизвольная намагниченность ферритов обусловлена спиновыми магнитными моментами трехвалентных ионов железа и двухвалентных ионов металла, между которыми существует косвенное обменное взаимодействие через ионы кислорода.

Синтез ферритов производится по керамической технологии и может быть осуществлен по трем различным технологическим схемам.

1. Из механической смеси оксидов или карбонатов.

2. Термическим разложением твердой смеси солей, полученной выпариванием из водного раствора.

3. Из совместно сочетаемых гидрооксидов, карбонатов, оксалатов. Наиболее распространенный — первый способ.

Применение магнитомягких ферритов: для магнитопроводов, работающих в слабых и сильных магнитных полях до 100 МГц и в импульсном режиме; для изготовления магнитных усилителей, сердечников трансформаторов, катушек индуктивности, статоров и роторов в. ч. двигателей, термомагнитных компенсаторов и т. д.

Механические, магнитные и электрические свойства магнитомягких ферритов. Механические свойства, как и у керамики — твердость, хрупкость, недопустимость обработки резанием. При спекании—усадка от 10 до 20%. Хорошо шлифуются и полируются абразивными материалами, режутся алмазными инструментами.

Наиболее широко в качестве магнитомягких ферритов применяют никель-цинковые и марганец-цинковые ферриты, представляющие собой твердые растворы замещения, образованные простыми ферритами NiFe204 и MnFe204, являющиеся ферримагнетиками, с немагнитным ZnFe204. В переменных полях ферриты, кроме μ., характеризуются tg б—тангенсом угла магнитных потерь, который используется для оценки допустимого частотного диапазона, в котором может использоваться данный материал. Для ферритов потерями на вихревые токи и гистерезис в области слабых полей можно пренебречь. При повышении частоты, начиная с некоторой, характерной для данной марки феррита, значения tg б, возрастают более резко, при этом одновременно уменьшается ц. Эту частоту называют критической — frp.

Причина уменьшения μ и роста tg бμ связывается со сложными резонансными и релаксационными процессами.

Зависимость μн и tg бμ от частоты в логарифмическом масштабе для разных марок никель-цинкового феррита показана на рис. 4.1.16.

рис. 4.1.16.

Цифра в обозначении марки феррита означает величину начальной магнитной проницаемости. Магнитные и электрические свойства трех марок никель-цинковых ферритов приведены в табл. 4.16.

Таблица 4.16.

Удельное электрическое сопротивление ферритов в зависимости от термической обработки и химического состава изменяется от 10 до 10⁸Омм. Основной недостаток ферритов по сравнению с металлическими магнитными материалами—малое значение их магнитной проницаемости. Некоторые типы изделий из магнитомягких ферритов показаны на рис. 4.1.17.

Рис 4.1.17.