Ферриты

Сердечники U, UI, UR

Сердечники U и I выполнены из материалов N27, N53, N62 и N82. Благодаря большой индукции насыщения, высокой температуре точки Кюри и низким потерям этих ферритов сердечники находят применение в мощных, импульсных и высоковольтных трансформаторах (в частности, в трансформаторах для телевизионной техники, в дросселях с большой энергией, катушках для систем зажигания).

Типовыми для данной серии являются U-сердечники с прямоугольным сечением кернов и UR-сердечники, имеющие один круглый и один прямоугольный керны. Сердечники UU и UI с прямоугольным сечением кернов предпочтительны для мощностей >1 кВт, поскольку они позволяют образовывать единый магнитопровод различными способами.

Сердечники U и I поставляются отдельными составными частями, а не как сердечники целиком.

U-сердечники с одним укороченным керном для создания зазора поставляются по заказу.

Для каждого сердечника указываются значения A_L (индуктивность на виток) и потери в сердечнике при заданных условиях.

PM-сердечники

PM-сердечники (чашечные модульного типа) особенно подходят для трансформаторов большой мощности, работающих на частотах вплоть до 300 кГц. Для многих задач, решаемых разработчиком в области телекоммуникаций и промышленной электроники, например, изготовление мощных импульсных трансформаторов для радиолокационных передатчиков, для антенных систем, трансформаторов систем управления или трансформаторов для управления тиристорами, изготовление дросселей, запасающих энергию в импульсных источниках питания и других источниках питания, сердечники в виде чашек позволяют получить несколько преимуществ: большая площадь сечения таких сердечников, позволяющая получить большую мощность при меньшем числе витков, что, в свою очередь, приводит к уменьшенному потоку рассеяния и уменьшенной емкости обмоток; экранирование вследствие закрытия обмотки сердечником; простая конструкция моточного узла и малое место, занимаемое трансформатором или дросселем на плате. Сердечники выполнены как большой ряд модульного типа.

Из-за значительной массы сердечников, особенно при применении больших типоразмеров (87/70, 114/93), обычный монтаж на печатных платах оказывается не всегда возможным. В таких случаях каркас сердечника должен располагаться выводами вверх.

Потери для данного типа сердечников указываются для каждого типоразмера при соответствующих параметрах измерения (индукция, частота, температура). Индукция при этом определяется для подключения обмотки к синусоидальному напряжению с учетом минимальной площади сечения (Amin), указываемой в справочных данных.

Производство

Ферриты производятся путем нагревания смеси оксидов составляющих металлов при высоких температурах, как показано в этом идеализированном уравнении:

Fe2O3+ ZnO → ZnFe 2O4

В некоторых случаях смесь тонкоизмельченных прекурсоров прессуется в форму. Для ферритов бария и стронция эти металлы обычно поставляются в виде их карбонатов, BaCO 3 или SrCO 3. В процессе нагревания эти карбонаты подвергаются прокаливанию :

MCO 3 → MO + CO 2

После этого два оксида объединяются с образованием феррита. Полученная смесь оксидов подвергается спеканию.

Обработке

После получения феррита охлажденный продукт измельчается до частиц размером менее 2 мкм, достаточно мелких, чтобы каждая частица состояла из одиночный магнитный домен. Затем порошку придают форму, сушат и повторно спекают. Формование может выполняться во внешнем магнитном поле для достижения предпочтительной ориентации частиц (анизотропия ).

Маленькие и геометрически простые формы могут быть получены сухим прессованием. Однако в таком процессе мелкие частицы могут агломерироваться и приводить к ухудшению магнитных свойств по сравнению с процессом влажного прессования. Прямое прокаливание и спекание без повторного измельчения также возможно, но приводит к плохим магнитным свойствам.

Электромагниты также предварительно спекаются (предварительная реакция), измельчаются и прессуются. Однако спекание происходит в определенной атмосфере, например, с недостатком кислорода. Химический состав и особенно структура сильно различаются между предшественником и спеченным продуктом.

Чтобы обеспечить эффективное штабелирование продукта в печи во время спекания и предотвратить слипание деталей, многие производители разделяют изделия с помощью листов керамического порошкового сепаратора. Эти листы доступны из различных материалов, таких как оксид алюминия, диоксид циркония и магнезия. Они также доступны с мелкими, средними и крупными частицами. Подбирая материал и размер частиц для спекаемого изделия, можно уменьшить повреждение поверхности и загрязнение при максимальной загрузке печи.

Ферромагнитный феррит

Ферромагнитные ферриты представляют собой соединения окислов различных материалов с окисью железа и имеют общую формулу МоРе2Оз, где М представляет собой ион двухвалентного металла, как, например, Ni, Zn, Mg и др. Ферриты являются керамическими материалами со структурой типа шпинели и изготовляются описанными в этой главе обычными методами технологии керамического производства.

Они представляют собой соединения различных ферромагнитных ферритов ( Си, MO, Мп, №) с цинковым немагнитным ферритом.

Основные данные цилиндрических карбонильных сердечников.

Магнитно-мягкие оксид ые фе р р ом а г и е т и к и ( оксиферы) – твердые растворы одного или нескольких ферромагнитных ферритов, например, ферр ита никеля или марганца с неферромарнитным ферритом цинка. Ферритом называется соединение окисла трехвалентного железа с окислом двухвалентного металла.

Линия OS – верхняя граница области сосуществования феррита ( в ферромагнитном состоянии) и аустенита; при охлаждении эта линия соответствует температурам у – – превращения с образованием ферромагнитного феррита.

Линия 05 – верхняя граница области сосуществования феррита ( в ферромагнитном состоянии) и аустенита; при охлаждении эта линия соответствует температурам 7 – – – превращения с образованием ферромагнитного феррита.

Линия OS – верхняя граница области сосуществования феррита ( в ферромагнитном состоянии) и аустенита; при охлаждении эта линия соответствует температурам у – а – превращен и я с образованием ферромагнитного феррита.

Кривая намагничивания и петля гистерезиса F4.

При определении магнитной восприимчивости химически чистых веществ легко могут быть обнаружены ничтожные примеси ферромагнитных металлов – таких, как железо, никель, кобальт и др., так как их магнитная восприимчивость на несколько порядков больше и обнаруживает существенную зависимость от величины намагничивающего поля, а также очень малые количества ферромагнитного феррита или карбидов в аустенитной стали.

Микроструктура электроплавленой шпинели MgAl2O4.

Типичными ферритами являются сложные ферриты, имеющие большое практическое значение. Эти ферриты представляют собой твердые растворы ферромагнитных ферритов никеля, марганца, магния и меди. Ферритовые изделия широко применяют в технике связи, автоматике, телемеханике, для изготовления деталей электроизмерительных приборов, работающих при звуковых и высоких частотах, катушек индуктивности, магнитных усилителей, радиоволновых элементов, экранов и пр. Ферриты обладают в 104 – 1012 раз большим электрическим сопротивлением, чем металлы. Добавляя немагнитный феррит цинка к магнитным ферритам ( например, введение в феррит NiO. Это объясняется снижением точки Кюри1 до температур, превышающих на 50 – 100 рабочую температуру изделий: вблизи же точки Кюри магнитная проницаемость феррита резко возрастает.

Железо-медные катализаторы уже после осаждения из азотнокислых солей обладают ферромагнитными свойствами, но ход магнитных кривых неравномерный. Соединения с такой точкой Кюри представляют собой, повидимому, ферромагнитный феррит меди.

Большинство шпинелидов, соответствующих указанным выше химическим формулам и не являющихся ферритами, а также ферриты Cd и Zn, не ферромагнитны. Однако все эти соединения ( ферриты, алюминаты, хромиты, галлаты, титанаты и пр. Ni, Mn, Cu, Mg, Li и др. и могут образовывать с ними твердые растворы замещения с неограниченной или ограниченной растворимостью в зависимости от различия в атомных радиусах ионов. Твердые растворы, как правило, имеют иные электромагнитные свойства, иногда сильно отличающиеся от свойств ферромагнитных ферритов. Это позволяет создавать магнитные материалы с комплексом заданных электромагнитных свойств.

Линия AW – верхняя граница области сосуществования двух фаз – б-феррита и аустенита. При охлаждении эта линия соответствует температурам начала полиморфного превращения б-феррита в аустенит. Линия N1 – нижняя граница области сосуществования б-феррита и аустенита; при охлаждении соответствует температурам окончания превращения б-феррита в аустенит. Линия OS – верхняя граница области сосуществования феррита ( в ферромагнитном состоянии) и аустенита; при охлаждении эта линия соответствует температурам у-мх-лревращения с образованием ферромагнитного феррита.

Порошки для магнитодиэлектриков.

E-сердечники

Для производства E-сердечников предпочтительны материалы N27, N67, N87, N49 и N30. N27 рекомендуется для применения в силовой электронике в частотном диапазоне примерно до 100 кГц, N67 — для диапазона от 100 до 300 кГц и N87 — для частот до 500 кГц. EFD-сердечники, выполненные из феррита N49, рекомендуется применять для частот >500 кГц. Все названные материалы, используемые в трансформаторах для силовой электроники, отличает высокое значение индукции насыщения и низкие удельные потери.

Сердечники с ферритом N30 особенно подходят для широкополосных малосигнальных трансформаторов, а также для дросселей подавления помех.

Весь спектр E-сердечников содержит различные по форме сердечники, которые могут быть использованы не только для трансформаторов, но и для дросселей с мощностью до 10 кВА:

а) Сердечники с круглым центральным стержнем. EPCOS предлагает следующие типы таких сердечников:

ER-сердечники;
ETD-сердечники, выпускаемые в соответствии с IEC 61185;
EC-сердечники, выпускаемые в соответствии с IEC 60647.

E-сердечники с круглым центральным керном удобны в намотке, особенно при использовании провода большого диаметра, компактно располагаются на плате и открывают обмотку с двух сторон. ETD-сердечники имеют дополнительное преимущество почти постоянного сечения вдоль магнитной силовой линии. Вместе с сердечниками поставляется широкая гамма оптимально выполненных вспомогательных элементов: каркасов, скоб и т. д.

Отметим, что ER-сердечники с размерами 9,5 и 11/5 особенно подходят для трансформаторов с малой габаритной высотой при большой индуктивности намагничивания. Эти типоразмеры выполняются с материалом T38 для широкополосных трансформаторов, а также с материалами N87 и N49 для мощных трансформаторов при частотах, близких или выше 500 кГц. Для сердечников с круглым центральным стержнем поставляются каркасы для поверхностного монтажа.

б) Двойные E-сердечники (DE).

DE-сердечники являются разновидностью E-сердечников с замкнутой магнитной цепью. Преимущества данных сердечников в магнитных свойствах точно такие же, как у кольцевых сердечников. Может выполняться как ручная, так и автоматизированная намотка. Е-сердечники с материалом T37 применяются для токоскомпенсированных дросселей.

в) Сердечники с прямоугольным центральным керном:

E-сердечники;
EFD-сердечники;
ELP-сердечники;
EV-сердечники.

Выпускается широкий ряд обычных E-сердечников с прямоугольным сечением центрального керна. EFD-сердечники имеют оптимизированное сечение и позволяют создавать компактные трансформаторы с малой высотой конструкции, что весьма желательно в случае высокочастотных применений.

г) ELP-сердечники (E Low Profile — низкопрофильные сердечники).

ELP-сердечники позволяют создать трансформаторы очень малой высоты с плоскими обмотками. Особенностью таких трансформаторов являются прекрасные тепловые характеристики, обусловленные, с одной стороны, технологией выполнения плоских обмоток, а с другой — большой поверхностью сердечника.

E-сердечники без зазора и с зазором

Даже при лучших методах шлифования, достижимых сегодня, существует определенная шероховатость (примерно 6 мкм) на примыкающих поверхностях кернов сердечников «без зазора». («ungapped» cores). Допуск на значение A_L (индуктивность на виток) сердечников типа E, ER, ETD, EC, EFD и EV составляет +30 / –20 %.

E-сердечники малых размеров: E5, E6,3 и E8,8, выполненные из материала T38, имеют больший допуск — +40 / –30 %. E-сердечники, выпускаемые из материала T42 (E13, E16), имеют допуск ±30 %.

Как и для сердечников без зазора, существует определенная шероховатость на примыкающих поверхностях крайних кернов.

В справочных данных указываются максимальные потери при определенных параметрах измерения для каждого типа сердечника. Индукция рассчитывается для синусоидальной формы напряжения и указывается для минимальной площади сечения A_min.

Каркасы для всех сердечников ETD, EC и ER, а также для большей части E-сердечников выполнены таким образом, чтобы намотка могла производиться полностью автоматически. Каркасы для EC-сердечников, сами сердечники и их монтажная арматура соединяются с помощью винтов.

Для сердечников с прямоугольным центральным керном (E-сердечники) расчетная высота обмотки из-за изменения формы обмотки от слоя к слою должна проверяться соответствующими испытаниями.

Естественное и искусственное происхождение магнита

Еще на заре цивилизации стало известно о камнях, способных притягивать к себе железные предметы. Собственно, само происхождение названия «магнит» имеет древнегреческие корни. В местечке Магнисия впервые были найдены залежи необычной горной породы, которая была названа «камень из Магнисии». В те времена такие камни наделялись и мистическими свойствами. Какие только чудеса магнитам не приписывались – ими лечили различные болезни (кстати, и сегодня существует магнитотерапия), из них изготовляли амулеты для отпугивания злых духов и т.д. Пока наконец-то магниты не нашли вполне разумное практическое применение – легли в основу первых компасов.

На протяжении столетий использование естественных, или природных, магнитов было единственным способом для генерации магнитного поля. Позже было создано поле искусственного происхождения, под воздействием электричества, а затем появились искусственные магниты. Это материалы, которые изготавливаются человеком и представляют собой специальные сплавы.

Так в 1930-х годах был получен сплав альнико (алюминий-никель-кобальт). Доступная стоимость наряду с хорошими магнитными свойства сделали этот материал популярным на несколько десятилетий вперед. Попытки найти более эффективную и выгодную альтернативу альнико не приостанавливались. Исторической родиной магнитотвердых ферритов считается Япония, где в 1955 году появился первый коммерческий образец данного материала. Вскоре и в СССР узнали, что такое ферритовые магниты, и уже к середине 1960-х годов советской промышленностью был освоен их массовый выпуск.

Родиной отечественных ферритов считается Ленинград, где в 1935 году были начаты работы по созданию магнитодиэлектриков, открывших возможности для разработки разнообразных ферритов. А в 1959 году в городе на Неве начал работу НИИ ферритов для изучения магнитных материалов. Сегодня это Научно-исследовательский институт «Феррит-Домен», который по-прежнему остается лидером ферритовой отрасли России.

Основные способы получения ферритов

Поликристаллические ферриты производят по керамической технологии. Из ферритового порошка, синтезированного из смеси исходных ферритообразующих компонентов и гранулированного со связкой, прессуют изделия нужной формы, которые подвергают затем спеканию при температурах от 900 до 1500 °C на воздухе или в специальной газовой атмосфере. В качестве исходных ферритообразующих компонентов применяются смеси оксидов, гидроксидов, оксалатов и карбонатов (иногда их совместно осаждают из раствора) или совместно упаренные растворы солей (нитраты, сульфаты, двойные сульфаты типа шенитов. Монокристаллы ферритов выращивают зонной плавкой или методами Вернейля или Чохральского, обычно под давлением кислорода в несколько десятков или сотен атмосфер. Для растворимых ферритов используют гидротермальное выращивание в растворах гидроксида или карбоната натрия, хлорида аммония или смеси хлоридов под давлением от 200 до 1200 атмосфер. Монокристаллы некоторых ферритов (при применении в качестве исходных веществ смеси оксидов) выращивают также из растворов в расплаве (смеси PbO + PbF₂, PbO + B₂O₃, BaO + B₂O₃ или более сложные).

Для выращивания ферритовых плёнок со структурой шпинели обычно применяют метод химических транспортных реакций с хлороводородом или другими галогеноводородами в качестве носителя, а для плёнок феррит-гранатов и гексаферритов используют метод жидкостной эпитаксии из растворов в расплаве, а также метод разложения паров (в качестве газообразных исходных материалов применяются, например, β-дикетонаты металлов).

Применение нержавеющей стали

Раньше нержавейка применялась только на промышленных производствах, но по истечении времени нержавеющую сталь широко используют в разных сферах нашей жизни.

К основным сферам относятся:

Машиностроение;
Химическая промышленность;
Энергетика;
Целлюлозно-бумажная промышленность;
Пищевая промышленность;
Медицина;
Авиационно-космическая сфера;
Строительство.

Пищевая нержавейка

В пищевой промышленности применяется сталь нержавеющая пищевая — сплав с низким количеством химических добавок, так как оборудование не подвергается перепадам температур и агрессивным веществам. Для холодильных и морозильных агрегатов используют морозостойкие материалы.

Кольцевые сердечники (Ring Cores)

При постоянно увеличивающемся количестве электрического и электронного оборудования становится чрезвычайно важным иметь гарантии, что все оборудование будет работать одновременно, выдерживая нормы по электромагнитной совместимости (ЭМС) и не оказывая взаимного влияния.

Нормативы по ЭМС, которые вошли в силу с начала 1996 года, применяются ко всем электрическим и электронным изделиям в странах общего рынка, как новым, так и уже существующим. Поэтому созданные (существующие) изделия, вероятно, должны быть модернизированы таким образом, чтобы они не являлись чувствительными к электромагнитным помехам и не создавали паразитного излучения.

Ферритовые кольца идеально подходят для этих целей, поскольку они могут подавлять помехи в широком частотном диапазоне. На частотах выше 1 МГц ферритовые кольца, нанизанные на проводящий провод, приводят к увеличению импеданса этого проводника. Активная составляющая импеданса подавляет энергию помех. Пригодность феррита к подавлению помех в заданном частотном спектре зависит от его магнитных свойств, которые изменяются с ростом частоты. Перед выбором материала должна быть известна зависимость модуля импеданса (|Z|) от частоты. Кривая импеданса характеризуется резким возрастанием потерь в материале при резонансе.

В справочных данных приводятся частотные свойства материалов, полученные с помощью анализатора импеданса при индукции не более 1 МТ. Для прямого сравнения типовых характеристик подавления кривые импеданса нормализованы и также приводятся в справочных данных.

Индивидуальные доказательства

Экберт Геринг, Карл-Хайнц Модлер (ред.): Базовые знания инженера . Fachbuchverlag Leipzig, Мюнхен 2007, ISBN 978-3-446-22814-6 .
↑
С. Хилперт, Генетические и определяющие взаимосвязи в магнитных свойствах ферритов и оксидов железа. Chem.Ber. 42 (1909) 2248-2261
↑
Марк де Фрис, 80 лет исследований в лаборатории Philips Natuurkundig (1914–1994), стр. 95, Amsterdam University Press, 2005 ISBN 90-8555-051-3 .
Р. Гербер, CD Райт, Г. Асти, Прикладной магнетизм, стр. 335, Springer, 2013 ISBN 94-015-8263-7
Лотгеринг Ф.К., PHGM Vromans, MAH Huyberts, «Материал постоянного магнита, полученный спеканием гексагонального феррита W = BaFe2Fe16O27», Журнал прикладной физики, т. 51, стр. 5913-5918, 1980
Рауль Валенсуэла, Магнитная керамика, стр. 76-77, Cambridge University Press, 2005 ISBN 0-521-01843-9 .

Структура и свойства ферритов

В состав Феррита входят анионы кислорода O2−, образующие остов их кристаллической решётки; в промежутках между ионами кислорода располагаются катионы Fe3+, имеющие меньший радиус, чем анионы O2−, и катионы Mek+ металлов, которые могут иметь радиусы различной величины и разные валентности k. Существующее между катионами и анионами кулоновское (электростатическое) взаимодействие приводит к формированию определённой кристаллической решётки и к определённому расположению в ней катионов. В результате упорядоченного расположения катионов Fe3+ и Mek+ Ферриты обладают ферримагнетизмом и для них характерны достаточно высокие значения намагниченности и точек Кюри. Различают Ф.-шпинели, Ф.-гранаты, ортоферриты и гекса ферриты.

Ферриты-шпинели имеют структуру минерала шпинели с общей формулой MeFe₂O₄, где Me — Ni2+, Co2+, Fe2+, Mn2+, Mg2+, Li+, Cu2+. Элементарная ячейка Ф.-шпинели представляет собой куб, образуемый 8 молекулами MeOFe₂O₃ и состоящий из 32 анионов O2−, между которыми имеется 64 тетраэдрических (А) и 32 октаэдрических (В) промежутков, частично заселённых катионами Fe3+ и Me2+. В зависимости от того, какие ионы и в каком порядке занимают промежутки А и В, различают прямые шпинели (немагнитные) и обращенные шпинели (ферримагнитные). В обращенных шпинелях половина ионов Fe3+ находится в тетраэдрических промежутках, а в октаэдрических промежутках — 2-я половина ионов Fe3+ и ионы Me2+. При этом намагниченность октаэдрической подрешётки больше тетраэдрической, что приводит к возникновению ферримагнетизма.

Ферриты-гранаты редкоземельных элементов R3+ (Gd3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Sm3+, Eu3+) и иттрия Y3+ имеют кубическую структуру граната с общей формулой R₃Fe₅O₁₂. Элементарная ячейка Феррит-гранатов содержит 8 молекул R₃Fe₅O₁₂; в неё входит 96 ионов O2−, 24 иона R3+ и 40 ионов Fe3+. В Феррит-гранатах имеется три типа промежутков, в которых размещаются катионы: большая часть ионов Fe3+ занимает тетраэдрические (d), меньшая часть ионов Fe3+ — октаэдрические (я) и ионы R3+ — додекаэдрические места (с). Соотношение величин и направлений намагниченностей катионов, занимающих промежутки d, а, с, показано на рис. 2.

Ортоферритами называют группу Ферритов с орторомбической кристаллической структурой. Их образуют редкоземельные элементы или иттрий по общей формуле RFeO₃. Ортоферриты изоморфны минералу перовскиту. По сравнению с Ферритами-гранатами они имеют небольшую намагниченность, так как обладают неколлинеарным антиферромагнетизмом (слабым ферромагнетизмом) и только при очень низких температурах (порядка нескольких К и ниже) — ферримагнетизмом.

Ферриты гексагональной структуры (гексаферриты) имеют общую формулу MeO 6(Fe₂O₃), где Me — ионы Ba, Sr или Pb. Элементарная ячейка кристаллической решётки гексаферритов состоит из 38 анионов O2−, 24 катионов Fe3+ и 2 катионов Me2+ (Ba2+, Sr2+ или Pb2+). Ячейка построена из двух шпинельных блоков, разделённых между собой ионами Pb2+ (Ba2+ или Sr2+), O2− и Fe3+. Если окиси железа и бария спекать совместно с соответствующими количествами следующих металлов: Mn, Cr, Со, Ni, Zn, то можно получить ряд новых оксидных ферримагнетиков.

Некоторые гексаферриты обладают высокой коэрцитивной силой и применяются для изготовления постоянных магнитов. Большинство Ф. со структурой шпинели, феррит-гранат иттрия и некоторые гексаферриты используются как магнитомягкие материалы. При введении примесей и создании нестехеометричности состава (переменности состава как по катионам, так и по кислороду) электрическое сопротивление Ф. изменяется в широких пределах. Ф. в полупроводниковой технике не применяются из-за низкой подвижности носителей тока. Помимо описанных, известны ферриты и др. составов и структур, например для щелочных металлов Ме+FeO₂, для щелочно-земемельных Ме2+Fe₂O₅ и т. д. Многие ферриты входят в состав шлаков, спец. цементов и т. п.

области применения

Складные ферриты , например Б. для фильтров стоячей волны

Применение Для материалов, магнитных ферритов, в основном в электротехнике .

Магнитомягкие ферриты:

Ферритовые сердечники в катушках ( ферритовых антеннах ), дросселях и трансформаторах
Чтобы изменить свойства кабеля, см. Спиральный кабель.
в высокочастотной технологии (HF) и в конструкции антенн , например Б. Сердечники в балунах и циркуляторах в диплексерах , а также в регулируемых аттенюаторах или поглотителях .
Передатчики импульсов и передатчики сигналов для высоких частот, например Б. в балунах
Магнитные головки в магнитофонах ( стирающих головках ), видеомагнитофонах, жестких дисках компьютеров и дисководах гибких дисков.
Для герметизации микроволновых устройств (феррит поглощает электромагнитные волны, исходящие из рабочей камеры, и, таким образом, предотвращает выбросы наружу)
Технология Stealth для маскировки (ферритовые абсорбирует радар – волны )

В зависимости от области применения производятся самые разнообразные конструкции:

Различные лакированные ферритовые тороидальные сердечники (цвета используются для облегчения идентификации)

Тороидальные сердечники (рисунок) , стержневые сердечники, так называемые катушечные сердечники, сердечники горшков, сердечники E и U (в сочетании с аналогичными сердечниками или сердечниками I). Буквенная идентификация основана на форме. Большинство массовых ферритов сейчас производится в Азии. В Китае за несколько лет созданы огромные производственные мощности.

Твердые магнитные ферриты:

Намагничивающееся покрытие на аудио- и видеокассетах (но не на керамической связке)
Ядро памяти в компьютерах с магнитными кольцами, нарезанными на медные провода (сегодня устарело)
Постоянные магниты всех видов, например Б. Сегменты магнитов в электродвигателях с постоянным магнитным возбуждением в громкоговорителях
Композиционные материалы (компаунды), изготовленные Hartferritpulvern и термически или термореактивные , литые под давлением , экструдированные или каландрированные . Для большинства деталей, полученных литьем под давлением из твердых ферритовых соединений, после впрыска в инструмент прикладывается внешнее магнитное поле для улучшения магнитных свойств. В случае каландрированных, а иногда и экструдированных компаундов выравнивание в идеале происходит механически с использованием пластинчатой формы зерен твердого феррита. С другой стороны, твердый ферритовый порошок для литьевых смесей должен иметь зерна как можно более круглой формы, поскольку они все еще должны иметь возможность вращаться в очень жесткой (высоковязкой) пластиковой матрице при выравнивании во внешнем магнитном поле.

Что такое нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь

– это сплавы на основе железа с различными примесями. Чаще всего легирующими добавками являются углерод, хром, никель, титан, ниобий. Каждый из элементов придает сплаву новые физико-механические свойства, тем самым повышая его прочность или увеличивая пластичность. Главное преимущество нержавейки – сопротивление коррозии, этим своим свойством она обязана хрому, который присутствует в составе каждого нержавеющего сплава. Достаточное количество этого элемента обеспечивает антикоррозийные свойства металла.

Присутствие никеля придает сплаву множество важных качеств: пластичность, жаропрочные свойства, повышает качество свариваемости, снижает скорость распространения коррозии. С приобретением антикоррозийных свойств нержавейка не уступает по прочности обычной стали. Нержавейка сохраняет все ценные качества металлов: она одновременно прочна и пластична, хорошо поддается обработке: резке, сварке, прокату, растяжению, гибке. За счет хороших показателей нержавейку применяют для изготовления нержавеющего металлопроката. Все марки нержавейки изготавливаются в соответствии с ГОСТ 5632-2014.

RM-сердечники

Компактные RM-сердечники (прямоугольные модульного типа) появились в результате повышенных требований к каркасам для создания более эффективной намотки. Данная конструкция позволяет повысить плотность упаковки на печатных платах. Каркасы RM-сердечников и вспомогательные детали подходят для автоматизированных процессов изготовления трансформаторов и дросселей.

При сборке обе половины RM-сердечников удерживаются вместе с помощью зажимов (clamps), которые вставляются в углубления, предусмотренные в основаниях для этой цели. Для вновь разработанных зажимов подобраны такие усилия, что не требуется соединение с помощью клея, что обычно использовалось ранее. Размеры сердечников соответствуют стандартным координатным сеткам печатных плат. Например, RM6 означает, что сердечник с каркасом занимает квадратную площадь в основании, равную 6×6 модулей (1 модуль = 2,54 мм), то есть 15,24×15,24 мм2. Выпускаемые сердечники размеров от RM4 до RM14 специфицированы по IEC 60431.

Применение RM-сердечников

Первоначально RM-сердечники (выпускаемые еще Siemens) разрабатывались для двух основных областей применения:

высокостабильные, высокодобротные различные индуктивности, работающие на резонансной частоте (материалы N48, M33 и K1);
широкополосные трансформаторы с низким уровнем искажений, работающие при малых сигналах (материалы T42, T38, T35, N30, N26).

Даже сегодня еще существует потребность в RM-сердечниках для названных применений.

Непрерывно возрастает потребность в RM-сердечниках для их использования в силовой электронике. Для этой цели особенно подходят сердечники без зазора, выполненные из материалов N87 и N49. Сердечники без отверстия в центральном керне позволяют получить большие значения AL (индуктивность на один виток), и на таких сердечниках можно выполнять трансформаторы большой мощности. Для RM-сердечников имеются каркасы с большими расстояниями между выводами.

Некоторые RM-сердечники выполняются как низкопрофильные, то есть со значительно уменьшенной высотой (low-profile-LP RM). Такие сердечники подходят для малосигнальных, интерфейсных и согласующих трансформаторов, а также для высокочастотных трансформаторов, применяемых в DC/DC-конверторах (материалы N87 и N49). Кроме того, LP RM-сердечники удачно подходят для дросселей с подмагничиванием в тех же DC/DC-конверторах. LP RM-сердечники применяются и в тех случаях, когда обмоткой является участок печатной платы (обе половины сердечника располагаются с верхней и нижней сторон платы) или когда обмотка выполняется в виде отдельной многослойной печатной платы. Некоторые сердечники (RM4 LP, RM5, RM6 и RM6 LP) могут использоваться и как обычные каркасы, и как специально разработанные — для поверхностного монтажа с плоскими выводами.

По требованию заказчика RM-сердечники, и имеющие, и не имеющие отверстия в центральном керне, могут поставляться с любым типом феррита.

Для малогабаритных дросселей с большой энергией сердечники RM12 и RM14 выпускаются с оптимизированной толщиной основания.

характеристики

Различают магнитомягкие и магнитотвердые ферриты. Магнитно-мягкие ферриты имеют как можно более низкую коэрцитивную силу поля, а магнитно-жесткие ферриты — как можно более высокую. С помощью кривой гистерезиса можно определить, является ли магнитный материал мягким или твердым магнитом . Для магнитомягких ферритов цель состоит в том, чтобы максимально упростить (пере) намагничивание, что соответствует узкой кривой гистерезиса.

Магнитомягкие ферриты

Типы мягких магнитных ферритовых сердечниках, как в преобразователях DC-DC и импульсных источников питания используются

Магнитомягкие ферриты используются в электротехнике в качестве магнитопроводов в трансформаторах, импульсных источниках питания, дросселях и в катушках . В ненасыщенном случае возможна высокая магнитная проводимость (проницаемость).

Поскольку они практически не электропроводны и, следовательно, почти не имеют потерь на вихревые токи, они также подходят для работы на высоких частотах до нескольких мегагерц . Специальные ферриты, подходящие для микроволновых печей, состоят из шпинели и граната .

Обычные магнитомягкие ферритовые материалы:

Марганец — феррит цинка (MnZn) в составе Mn _a Zn _(1-a) Fe ₂ O ₄
Никель- цинковые ферриты (NiZn) в составе Ni _a Zn _(1-a) Fe ₂ O ₄

По сравнению с NiZn, MnZn имеет более высокую проницаемость и более высокую намагниченность насыщения. Электропроводность из NiZn ниже, чем MnZn, поэтому NiZn подходит для более высоких частот.

Твердые магнитные ферриты

Жесткие магнитные ферриты (черные блоки), которые используются в качестве постоянных магнитов.

Твердые магнитные ферриты используются в качестве недорогих постоянных магнитов, например, в громкоговорителях . По сравнению с редкоземельными магнитами они имеют меньшую силу коэрцитивного поля и меньшую остаточную плотность потока и, следовательно, имеют значительно более низкую . Обычные магнитотвердые ферритовые материалы:

Ферриты стронция в составе SrFe ₁₂ O ₁₉
Ферриты бария в составе BaFe ₁₂ O ₁₉
Ферриты кобальта в составе CoFe ₂ O ₄

Ферриты бария сравнительно прочные и нечувствительны к влажности .

Разомкнутые сердечники для коммутаторов сближения

Индуктивные коммутаторы сближения могут использоваться как неконтактирующие детекторы движения и индикаторы выходного сигнала. Здесь возможны следующие области применения:

определение конечного положения на ленточных конвейерах;
счетчики на вращающихся изделиях;
бесконтактное определение позиции указателя в измерительных и контролирующих приборах стрелочного типа.

Преимущество индуктивных коммутаторов сближения заключается в бездребезговой коммутации, отсутствии механического износа, нечувствительности к загрязнению и способности реагировать только на металлические детали. Для таких коммутаторов предлагаются P-сердечники с диаметрами от 5,6 до 150 мм. Их размеры согласуются со стандартными переключателями. Для различных размеров P-сердечников получаются различные максимальные рабочие расстояния. Материал N22 является особенно подходящим для частотного диапазона от 0,1 до 0,8 МГц. Кроме того, материал M33 с типоразмерами сердечников от 5,6 до 14 мм подходит и для более высоких частот.

Термопластичные каркасы поставляются для большинства сердечников данного типа. Материал каркасов позволяет работать при температуре от –60 до +120 °С. Следовательно, если возникает необходимость герметизации узла, то температура +120 °С оказывается при этом допустимой.

Для новых разработок рекомендуются сердечники, обозначаемые как PS, стандартизированные по DIN41001. Дополнительным преимуществом является то, что для диаметров 11 и 14 мм можно взять половину стандартного сердечника P11×7 или P14×8 соответственно.