Comment fonctionne un aimant en ferrite et en quoi est-ce différent des autres aimants?

Principe de travail de Aimants en ferrite
Le composant principal des aimants de ferrite est un composite d'oxyde de fer (Fe₂o₃) et d'autres oxydes métalliques (comme le strontium, le baryum, etc.). Son magnétisme provient de sa structure cristalline et de la disposition des domaines magnétiques internes. Les aimants de ferrite appartiennent à des matériaux magnétiques durs et leur structure cristalline est hexagonale. Dans cette structure, les ions fer et les ions oxygène forment une disposition spéciale, qui permet au matériau de former des domaines magnétiques stables (c'est-à-dire des régions magnétiques microscopiques) sous l'action d'un champ magnétique externe. Ces domaines magnétiques s'alignent progressivement pendant le processus de magnétisation, entraînant un fort magnétisme.
Les aimants de ferrite doivent subir un traitement de frittage à haute température et un traitement par champ magnétique pendant le processus de fabrication. À des températures élevées, la structure cristalline du matériau est stabilisée, et sous l'action d'un champ magnétique fort externe, les domaines magnétiques sont alignés le long de la direction du champ magnétique pour former un magnétisme permanent. Même si le champ magnétique externe disparaît, les domaines magnétiques peuvent toujours rester alignés, donnant au magnétisme du matériau. Le magnétisme de la ferrite provient principalement de la disposition des tours d'électrons à l'intérieur. Étant donné que la ferrite est un matériau ferromagnétique, les spins d'électrons non appariés à l'intérieur génèrent des moments magnétiques, qui s'alignent sous l'action d'un champ magnétique externe pour former le magnétisme macroscopique.

Différences entre les aimants de ferrite et les autres aimants
Les aimants de ferrite diffèrent considérablement des autres aimants courants (tels que les aimants NDFEB, les aimants Alnico et les aimants SMCO) en termes de composition de matériau, de caractéristiques de performance et de zones d'application.
Les aimants de ferrite sont principalement composés d'oxyde de fer et d'oxyde de strontium / baryum et ne contiennent pas d'éléments de terres rares. En revanche, les aimants NDFEB sont composés d'éléments de terres rares néodymium, fer et bore, avec une teneur élevée en terres rares; Les aimants Alnico sont composés d'aluminium, de nickel, de cobalt et de fer, sans éléments de terres rares; et les aimants SMCO sont composés d'éléments de terres rares samarium et cobalt, avec une teneur élevée en terres rares. Cette différence de composition affecte directement leurs propriétés magnétiques et leurs scénarios d'application.
En termes de propriétés magnétiques, les aimants de ferrite ont un produit d'énergie magnétique inférieure (généralement 3,5-5 MGOE), une force coercitive plus élevée, de bonnes propriétés anti-démagnetisation, mais une faible force magnétique. Les aimants NDFEB ont une énergie magnétique extrêmement élevée (jusqu'à 50 MGOE ou plus), une forte force magnétique, mais une faible force coercitive et une démagnétisation facile. Les aimants Alnico ont un produit d'énergie magnétique moyenne (5-10 MGOE), une bonne stabilité de la température, mais une faible coercivité. Les aimants SMCO ont un produit à énergie magnétique élevée (20-30 MGOE), une excellente stabilité de la température, mais un coût élevé.
La stabilité de la température est un avantage majeur des aimants de ferrite. Il peut fonctionner dans la plage de -40 ℃ à 250 ℃, adapté aux environnements à haute température. Les aimants NDFEB ont une mauvaise stabilité de la température et sont facilement démagnétisés à des températures élevées. Ils ont généralement besoin d'ajouter des éléments tels que le dysprosium pour améliorer la résistance à la température. Les aimants Alnico ont une excellente stabilité de la température et peuvent fonctionner pendant une longue période dans des environnements à haute température. Les aimants SMCO ont la meilleure stabilité de la température et conviennent à des environnements de température extrêmement à haute température.
Les coûts et la protection de l'environnement sont également des avantages importants des aimants de ferrite. Il a un coût à faible coût et abondant, ne contient pas d'éléments de terres rares et a une bonne protection de l'environnement. En revanche, les aimants NDFEB ont des coûts élevés, reposent sur des ressources de terres rares et ont une mauvaise protection de l'environnement; Les aimants Alnico ont des coûts moyens, ne contiennent pas d'éléments de terres rares, mais les ressources en cobalt sont limitées; Les aimants SMCO ont des coûts extrêmement élevés, reposent sur des ressources de terres rares et ont une mauvaise protection de l'environnement.
En termes de zones d'application, les aimants de ferrite sont largement utilisés dans les scénarios à faible coût et à volume élevé tels que les haut-parleurs, les moteurs, les capteurs et les appareils électroménagers. Les aimants NDFEB sont principalement utilisés dans les moteurs à haute performance, les disques durs, les éoliennes et autres champs avec des exigences magnétiques élevées. Les aimants Alnico sont souvent utilisés dans des scénarios tels que des instruments, des capteurs et des moteurs à haute température. Les aimants Samarium Cobalt sont principalement utilisés dans des domaines spéciaux tels que les équipements industriels aérospatiaux, militaires et haut de gamme.

Avantages uniques des aimants de ferrite
Bien que les aimants de ferrite aient une force magnétique faible, leurs propriétés uniques leur offrent des avantages irremplaçables dans de nombreuses applications. Son faible coût en fait un choix idéal pour la production de masse. Les matières premières sont abondantes et le processus de production est simple, ce qui le rend adapté à la fabrication de masse. La forte force coercitive des aimants de ferrite le rend anti-émaillé et adapté à une utilisation à long terme. Son excellente stabilité de la température lui permet de fonctionner de manière stable dans des environnements à haute température et convient aux applications industrielles. Les aimants de ferrite ne contiennent pas d'éléments de terres rares, sont respectueux de l'environnement et répondent aux exigences modernes de protection de l'environnement.