Đối với các mục đích sử dụng khác, hãy xem Ferrite (định hướng). một đống nam châm ferit Ferit là một nguyên liệu thô gốm thu được bằng cách trộn và đốt một tỷ lệ lớn sắt (iii) oxit (fe 2 hoặc 3, gỉ) trộn với tỷ lệ nhỏ của một hoặc nhiều nguyên tố kim loại, chẳng hạn như bari Mangan, niken và kẽm là chất không dẫn điện, có nghĩa là chúng là chất cách điện và có tính sắt từ, có nghĩa là chúng có thể dễ dàng bị nhiễm từ hoặc bị nam châm hút. Ferrit có thể được chia thành hai họ dựa trên khả năng chống khử từ (kháng từ) của chúng. sắt cứng có tính cưỡng chế cao nên rất khó khử từ. Chúng được sử dụng để làm nam châm vĩnh cửu cho nam châm tủ lạnh, loa, động cơ điện nhỏ, v.v. sắt mềm có lực kháng từ thấp nên dễ dàng thay đổi độ từ hóa và hoạt động như vật dẫn từ trường. Chúng được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử để tạo ra các lõi từ hiệu quả được gọi là lõi ferit cho các máy biến áp và cuộn cảm tần số cao, và trong các thành phần vi sóng khác nhau. Các hợp chất ferit có chi phí cực kỳ thấp, được làm chủ yếu từ sắt (ôxít sắt), và cũng có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. chúng rất ổn định và khó khử từ, có thể thực hiện với lực cưỡng chế cao và thấp. Yogoro Kato và Takeshi Takei thuộc Viện Công nghệ Tokyo đã tổng hợp các hợp chất ferit đầu tiên vào năm 1930.
Ferrit thường là các hợp chất gốm sắt từ có nguồn gốc từ các oxit sắt. lodestone (fe 3 hoặc 4) là một ví dụ nổi tiếng. Giống như hầu hết các loại gốm sứ khác, sắt tây cứng, giòn và dẫn điện kém. nhiều ferit áp dụng cấu trúc spinel với công thức ab 2 hoặc 4, trong đó a và b đại diện cho các cation kim loại khác nhau, thường bao gồm sắt (fe). Ferit spinel thường sử dụng mô típ tinh thể bao gồm các oxit lập phương (fcc) (hoặc 2−) khép kín với các cation chiếm 1/8 lỗ tứ diện và b-cation chiếm 1/2 lỗ bát diện, tức là 2+ b 3 + 2 hoặc 2− 4. Các tinh thể ferit không sử dụng cấu trúc spinel thông thường mà là cấu trúc spinel ngược: 1/8 lỗ tứ diện bị b cation chiếm giữ, 1/4 số vị trí bát diện được chiếm bởi cation. và một phần tư khác trên mỗi cation b. cũng có thể có cấu trúc spinel hỗn hợp ferit với công thức [m 2+ 1-δ fe 3+ δ] [m 2+ δ fe 3+ 2 δ] hoặc 4 trong đó δ là mức độ nghịch đảo. vật liệu từ tính được gọi là “znfe” có công thức znfe 2 hoặc 4, với fe 3+ chiếm các vị trí bát diện và zn 2+ thường chiếm các vị trí tứ diện, đó là một ví dụ về cấu trúc ferit spinel bình thường.] một số ferit có cấu trúc tinh thể lục giác , chẳng hạn như bari và stronti ferit bafe 12 hoặc 19 (shell: 6fe 2 hoặc 3) và srfe 12 hoặc 19 (sro: 6fe 2 hoặc 3). Về đặc tính từ tính của chúng, các loại sắt tây khác nhau thường được phân loại là “mềm”, “cứng trung bình” hoặc “cứng”, tức là lực kháng từ thấp hoặc cao của chúng, như sau.
Nhiều lõi ferit khác nhau được sử dụng để chế tạo máy biến áp nhỏ và cuộn cảm ferit được sử dụng trong máy biến áp hoặc lõi điện từ có chứa hợp chất niken, kẽm và / hoặc mangan. chúng có lực kháng từ thấp và được gọi là sắt mềm. hạn chế thấp có nghĩa là từ hóa của vật liệu có thể dễ dàng đảo ngược mà không tiêu tán nhiều năng lượng (mất độ trễ), trong khi điện trở suất cao của vật liệu ngăn cản dòng xoáy trong lõi, một nguồn gây thất thoát năng lượng khác. Do tổn hao tương đối thấp ở tần số cao, chúng được sử dụng rộng rãi trong lõi biến áp và cuộn cảm RF trong các ứng dụng như chuyển mạch nguồn điện và ăng ten vòng được sử dụng trong đài AM. Ferit mềm phổ biến nhất là: Ferit mangan-kẽm (mnzn, với công thức mn a zn (1-a) fe 2 o 4). mnzn có độ từ thẩm và cảm ứng bão hòa cao hơn nizn. niken-kẽm ferit (nizn, với công thức ni a zn (1-a) fe 2 o 4). Ferit NiZN thể hiện điện trở suất cao hơn sắt thép MNZN và do đó phù hợp hơn với tần số trên 1MHz. Đối với các ứng dụng dưới 5MHz, sắt thép MNZN được sử dụng; trên đó, nizn là sự lựa chọn thông thường. Ngoại lệ là các cuộn dây chế độ chung, trong đó ngưỡng lựa chọn là 70MHz.
Ferit coban, cofe 2 hoặc 4 (coo · fe 2 hoặc 3), nằm giữa các vật liệu từ mềm và cứng và thường được phân loại là vật liệu cứng trung bình. nó chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng từ tính như cảm biến và thiết bị truyền động do độ bão hòa từ tính cao (~ 200 ppm). Cofe 2 hoặc 4 cũng có lợi thế là không chứa đất hiếm, điều này làm cho nó trở thành một chất thay thế tốt cho Terfenol-D. hơn nữa, các đặc tính từ của nó có thể được điều chỉnh bằng cách gây ra tính dị hướng từ. điều này có thể đạt được bằng cách ủ từ tính, nén có hỗ trợ từ tính hoặc phản ứng dưới áp suất một chiều. giải pháp cuối cùng này có ưu điểm là cực nhanh (20 phút) khi dùng huyết tương thiêu kết bằng huyết tương. tính dị hướng từ gây ra trong ferit coban cũng có lợi trong việc tăng cường hiệu ứng điện từ trong các hợp chất.
Ngược lại, nam châm ferrite vĩnh cửu được làm bằng sắt cứng, có lực kháng từ cao và phục hồi cao sau khi từ hóa. oxit sắt và bari hoặc stronti cacbonat được sử dụng trong sản xuất nam châm ferit cứng. Lực kháng từ cao có nghĩa là vật liệu có khả năng chống khử từ, một đặc tính cần thiết cho nam châm vĩnh cửu. chúng cũng có độ từ thẩm cao. Những cái gọi là nam châm gốm này có giá thành rẻ và được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm gia dụng như nam châm tủ lạnh. từ trường cực đại b vào khoảng 0,35 tesla và cường độ từ trường h vào khoảng 30 đến 160 kiloampe trên mét (400 đến 2.000 oersted). mật độ của nam châm ferit là khoảng 5 g / cm 3. Ferit cứng phổ biến nhất là: ferit stronti, srfe 12 hoặc 19 (sro 6fe 2 hoặc 3), được sử dụng trong động cơ điện nhỏ, thiết bị vi sóng, phương tiện ghi âm, phương tiện quang học và viễn thông, viễn thông và công nghiệp điện tử. bari ferit, bafe 12 hoặc 19 (túi 6fe 2 hoặc 3), một vật liệu phổ biến cho các ứng dụng nam châm vĩnh cửu. Ferit Bari là loại gốm bền chắc, thường bền với độ ẩm và chống ăn mòn. chúng được sử dụng trong nam châm của loa và làm phương tiện ghi âm từ tính, chẳng hạn như trong thẻ dải từ.
Ferrit được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp oxit của các kim loại cấu thành đến nhiệt độ cao, như được chỉ ra trong phương trình lý tưởng hóa này: fe 2 o 3 + zno → znfe 2 o 4 trong một số trường hợp, một hỗn hợp các tiền chất tốt. bột được ép vào khuôn. Trong trường hợp của bari ferit và stronti, những kim loại này thường được cung cấp dưới dạng cacbonat, Baco 3 hoặc Srco 3. Trong quá trình nung, các muối cacbonat này trải qua quá trình nung: mco 3 → mo + co 2 sau bước này, hai oxit kết hợp với nhau tạo ra ferit. hỗn hợp oxit tạo thành được thiêu kết.
Lõi ferit được sử dụng trong cuộn cảm điện tử, máy biến áp và nam châm điện, nơi điện trở cao của ferit dẫn đến tổn thất dòng điện rất thấp. Chúng thường trông giống như một chỗ phồng trên cáp máy tính, được gọi là hạt ferit, giúp ngăn nhiễu điện tần số cao (nhiễu tần số vô tuyến) thoát ra hoặc xâm nhập vào thiết bị. Bộ nhớ máy tính ban đầu lưu trữ dữ liệu trong các từ trường còn lại của lõi ferit cứng, được tập hợp vào các khuôn bộ nhớ lõi. Bột ferit được sử dụng trong lớp phủ của băng ghi âm từ tính. một trong những vật liệu này là sắt (iii) oxit. Các hạt ferit cũng được sử dụng như một thành phần của vật liệu hấp thụ radar hoặc lớp phủ được sử dụng trong máy bay tàng hình và trong các phòng lót gạch hấp thụ được sử dụng để đo khả năng tương thích điện từ. Các nam châm âm thanh phổ biến nhất, bao gồm cả những nam châm được sử dụng trong loa và máy thu phát thiết bị điện từ, là nam châm ferit. Ngoại trừ một số sản phẩm “cổ điển”, nam châm ferrite đã thay thế phần lớn nam châm alnico đắt tiền hơn trong các ứng dụng này. các hạt nano ferit thể hiện đặc tính siêu thuận từ.
Để tận dụng tối đa hiệu suất của ferit, những lưu ý sau là quan trọng:
Đầu tiên, ảnh hưởng của ferit (hạt từ) có liên quan đến trở kháng của mạch: trở kháng của mạch càng thấp thì hiệu quả lọc của ferit (hạt từ) càng tốt. Do đó, trong hướng dẫn sử dụng sản phẩm của vật liệu ferit chung, không đưa ra tổn thất chèn của vật liệu ferit, nhưng đưa ra trở kháng của vật liệu ferit. Trở kháng của vật liệu ferit càng cao thì hiệu quả lọc càng tốt. .
Thứ hai, hiệu ứng dòng điện: Khi dòng điện lớn hơn chạy qua dây ferit, suy hao chèn tần số thấp của bộ lọc sẽ nhỏ hơn và suy hao chèn tần số cao sẽ không thay đổi nhiều. Để tránh điều này, khi sử dụng đường dây điện, bạn có thể đưa đường dây điện và đường dây trở lại qua ferit cùng một lúc.
Thứ ba, lựa chọn vật liệu ferit: Theo tần số ngăn tiếng ồn, chọn các vật liệu ferit khác nhau có độ từ thẩm khác nhau. Độ từ thẩm của vật liệu ferit càng cao thì trở kháng ở tần số thấp càng cao và trở kháng ở tần số cao càng giảm. tiêu chuẩn an toàn sp3 và mạng tương thích điện từ.
thứ tư, xác định kích thước của vòng ferit: sự khác biệt giữa đường kính trong và ngoài của vòng từ càng lớn, hướng trục càng lớn, trở kháng càng lớn. nhưng đường kính bên trong phải được bọc tốt. do đó, để có độ suy giảm cao, nên sử dụng nam châm vòng có khối lượng lớn hơn miễn là đường kính bên trong của nam châm vòng ferit được quấn quanh cáp.
Thứ năm, chế độ bình thường quay cuộn cảm: Tăng số vòng dây qua vòng từ có thể làm tăng trở kháng ở tần số thấp, nhưng do điện dung lạc tăng lên, trở kháng ở tần số cao sẽ giảm. đó là một sai lầm phổ biến để tăng số lượt một cách mù quáng để tăng số lượng mờ. khi dải tần số tiếng ồn bị triệt tiêu phần lớn, số vòng dây khác nhau có thể được quấn trên hai lượt từ tính.
6. Số vòng ferit trong cáp: Tăng số vòng ferit trong cáp có thể làm tăng trở kháng ở tần số thấp, nhưng trở kháng ở tần số cao sẽ giảm. điều này là do sự gia tăng điện dung lạc chỗ.
bảy, vị trí lắp đặt vòng ferit: nói chung càng gần nguồn ồn càng tốt. đối với cáp khung xe được che chắn, vòng từ tính phải càng gần đầu vào và lối ra của cáp khung máy càng tốt.
8. tốt hơn là sử dụng nó với đầu nối bộ lọc điện dung: vì tác dụng của vòng ferit phụ thuộc vào trở kháng của mạch, trở kháng của mạch càng thấp thì ảnh hưởng của vòng càng rõ ràng. do đó, khi một đầu nối bộ lọc điện dung được lắp ở cả hai đầu của cáp gốc, trở kháng sẽ rất thấp và ảnh hưởng của vòng từ rõ ràng hơn.
Cuộn dây lõi ferit vẫn là cuộn cảm khi tần số thấp. Đối với mạch lọc này gồm một cuộn cảm duy nhất, tần số cắt là: fco = 1 / (2πrsl), r là trở kháng ban đầu của mạch và mạch tải giá trị nối tiếp của trở kháng.
