6.8. Ферриты

Ферриты — сложные системы окислов железа с окислами других, преимущественно двухвалентных металлов. Детали из ферритов изготавливают методами керамической технологии, формуя их из смеси мелкодисперсных порошков исходных материалов. При последующем обжиге (1100…1400 ^ОС) происходит ферритизация — образование ферритов из компонентов смеси.

Ферриты хрупки, обладают высокой твёрдостью и поддаются механической обработке только методами шлифования и полирования. Крепление ферритовых деталей к несущим конструкциям часто выполняется приклеиванием.

Ферриты могут быть магнитомягкими (на основе окислов никеля, марганца, цинка, лития) (табл. 6.4) и магнитотвёрдыми (на основе окислов бария и кобальта) (табл. 6.5).

Магнитомягкие ферриты обладают довольно низким значением индукции, но значительным удельным электрическим сопротивлением, что определяет их широкое использование в высокочастотной технике при частотах до 200 МГц. Магнитные характеристики ферритов весьма стабильны. Температуры «точки Кюри» ферритов в зависимости от их состава колеблются от 70 до 400 ^ОС.

Таблица 6.4

Характеристики магнитомягких ферритов

Марка материала и его состав	нач (х 103)	НС, А/м	ВS, Тл	 (х 10–6), Ом·м
Ni-Zn-феррит [( Ni, Zn )O · Fe2O3] Mn-Zn-феррит [( Mn, Zn )O · Fe2O3]	50...500 1000	40…120 50	2…3 4	109 105

Кобальтовые магнитотвёрдые ферриты имеют ограниченное использование из-за высокой стоимости кобальта и относительно невысоких магнитных качеств по сравнению с бариевыми ферритами, которые к тому же более дёшевы.

Таблица 6.5

Характеристики магнитотвёрдых ферритов

Марка материала и его состав	НС, КА/м	Вr, Тл	WВН, КДж/м3
2 ФК — кобальт-феррит, (CoO·Fe2O3) 1 БИ — барий-феррит изотропный, (BaO·6 Fe2O3) 3 БА — барий-феррит анизотропный, (BaO·6 Fe2O3) Кобальт-самариевый анизотропный феррит (Co5·Sm)	143,3 135,3 159,2 270,6	0,3 0,2 0,37 0,94	15,9 8,0 23,8 191,0

Наилучшими магнитными свойствами (за исключением весьма дорогого кобальт-самариевого феррита) обладают бариевые изотропные и анизотропные ферриты, которые с успехом заменяют литые постоянные магниты. Анизотропные бариевые магниты, в отличие от изотропных, прессуются и запекаются в постоянном магнитном поле и поэтому имеют повышенные магнитные качества в направлении его действия и пониженные в перпендикулярном к нему направлении.

Постоянные магниты из ферритов используют в динамических громкоговорителях, измерительных приборах, микроэлектродвигателях постоянного тока, датчиках систем охраны и сигнализации.

Контрольные вопросы.

1. Как связаны между собой напряжённость магнитного поля, магнитная индукция и свойства магнитного материала? 2. Каков физический смысл понятия «относительная магнитная проницаемость» материала? 3. На какие группы делятся материалы по их реакции на магнитное поле, каковы особенности их реакции? 4. Какова физическая сущность явления намагничивания ферромагнетиков? 5. Что такое «точка Кюри» применительно к магнитным материалам? 6. Что такое «кривая намагничивания» ферромагнетика, каков её физический смысл? 7. Кривая гистерезиса, её характерные точки и величины. Как по ней определить важнейшие характеристики магнитного материала? 8. Какова физическая сущность потерь на гистерезис и вихревые токи в магнитном материале? 9. Перечислите факторы, влияющие на потери энергии в магнитном материале. Каковы способы снижения потерь? 10.Каковы требования к магнитомягким и магнитотвёрдым магнитным материалам? 11. Какие факторы влияют на качества магнитомягких материалов? 12. Состав и свойства электротехнической стали. 13. Перечислите магнитомягкие материалы. Каковы их состав и отличительные свойства? 14. Что такое «магнитодиэлектрики», каковы особенности их строения и свойств? 15.Каковы физическая сущность явления магнитострикции и области его использования? 16. Состав и отличительные свойства магнитотвёрдых материалов. 17. Как определяется энергия магнитного поля постоянного магнита с воздушным зазором? 18. Что такое ферриты, каковы их основные свойства?