Spis treści:
Magnes ferrytowy powstaje z połączenia tlenków żelaza i ceramicznych spieków. Wyróżniamy dwie metody produkcji magnesów: na mokro i na sucho.
Co to jest magnes ferrytowy?
Magnesy ferrytowe zaczęły być produkowane masowo już w latach 50. XX wieku. Ze względu na swoje właściwości, znajdują zastosowanie w wielu branżach. Do produkcji magnesów używa się ferrytu baru (symbol chemiczny BaFe12O19) i ferrytu strontu (SrFe12O19). Wyróżniamy magnesy izotropowe produkowane tak zwaną metodą suchą. Ta metoda polega na prasowaniu, a w kolejnym etapie namagnesowaniu (w silnym polu magnetycznym).
Z kolei metoda na mokro polega na wtryskiwaniu do wcześniej przygotowanych form, które znajdują się w obrębie działania pola magnetycznego. Bez względu na metodę produkcji, magnesy mogą być namagnesowane zarówno w jednym, jak i w wielu kierunkach. Co do zasady, siła przyciągania magnesów izotropowych jest mniejsza niż magnesów anizotropowych o tych samych wymiarach i wadze.
Co przyciąga magnes ferrytowy?
Opisywane magnesy przyciągają metale należące do grupy ferromagnetycznych, czyli kobalt, gadolin, nikiel, dysproz oraz stopy niklu i żelaza. Przeciwieństwem metali ferromagnetycznych są metale diamagnetyczne, które ze względu na swoje właściwości nie przyciągają, a wręcz delikatnie odpychają magnesy ferromagnetyczne. Należą do nich złoto, bizmut, ołów, miedź, a także węgiel (niemetal).
Magnesy ferrytowe - właściwości
Jedną z najważniejszych właściwości magnesów ferrytowych jest zachowanie pierwotnych właściwości w szerokim zakresie temperatury roboczej. W zależności konkretnego modelu i sposobu produkcji (mokry lub suchy), niektóre magnesy mogą być bezpieczne i efektywnie działać w temperaturze do 300°C (część magnesów jest przeznaczona do użytkowania w temperaturze do 250°C). Ponadto charakteryzują się pełną odpornością na korozję, dzięki czemu mogą być bezpiecznie używane zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.
Dodatkowo magnes ferrytowy może być wystawiony nie tylko na działanie smarów, ale również różnego rodzaju gazów, soli i wybranych kwasów. Kolejna zaleta to wysoka odporność na rozmagnesowanie. W praktyce oznacza to, że zachowują pierwotne właściwości nawet w przypadku intensywnego użytkowania przez długi czas.
Dodatkowe informacje o magnesach ferrytowych
Magnes ferrytowy wyróżnia się wysoką rezystatnością, czyli dużą siłą przyciągania w zróżnicowanych polach magnetycznych. Większość magnesów ferrytowych ma kolor ciemnoszary. Niektórzy producenci dodatkowo malują magnesy na niebiesko i czerwono dla łatwiejszego rozpoznania biegunowości. Magnes ferrytowy nie jest odporny na uszkodzenia mechaniczne. Nawet duże magnesy są stosunkowo kruche i podatne na uszkodzenia, szczególnie w przypadku upadku z wysokości na twarde podłoże.
Magnes ferrytowy jest najczęściej dostępny w kształcie walca, płytki kwadratowej lub podkowy w różnych rozmiarach, co za tym idzie wadze.
Zastosowanie magnesów ferrytowych
Właściwości magnesów ferrytowych (m.in. zachowanie pierwotnych właściwości w szerokim zakresie temperatury roboczej i długa żywotność oraz odporność) zapewniają uniwersalne zastosowanie. Magnesy ferrytowe są wykorzystywane m.in. w branży meblarskiej (m.in. w zamkach magnetycznych). Dodatkowo magnesy ferrytowe znajdują zastosowanie w różnych urządzeniach pomiarowych (dobrym przykładem są wodomierze). Magnesy ferrytowe są wykorzystywane także w branży audio, a dokładnie w głośnikach. Gdzie jeszcze można je znaleźć? Przede wszystkim w separatorach, różnego rodzaju podnośnikach magnetycznych, a także w prądnicach.
Ponadto magnes ferrytowy stanowi część sprzęgieł magnetycznych, a także silników elektrycznych. Następne zastosowanie magnesów to kompasy, zamki magnetyczne, podnośniki i uchwyty magnetyczne. Na szczególną uwagę zasługują elektromagnesy. To specjalny rodzaj magnesu, w którym powstaje pole magnetyczne na skutek działania prądu elektrycznego. Większość elektromagnesów jest zbudowana z drutu, który został zwinięty na cewce. W momencie podania napięcia na drut powstaje pole magnetyczne. Pole koncentruje się w otworze, które jest środkiem cewki. W momencie odłączenia napięcia, pole zanika. Druty są nawinięte na rdzeń, który jest wykonany z materiału charakteryzującego się ferrimagnetycznymi lub ferromagnetycznymi właściwości (np. żelazo). Zadaniem rdzenia jest koncentrowanie strumienia magnetycznego. Siłę przyciągania magnesu można kontrolować poprzez zwiększanie lub zmniejszanie natężenia prądu w uzwojeniu.
Magnes ferrytowy kontra magnes neodymowy
Najważniejszą różnicą pomiędzy magnesami ferrytowymi a neodymowymi jest gęstość energii. Magnesy neodymowe charakteryzują się znacznie wyższą gęstością energii, dzięki czemu mogą mieć niewielkie rozmiary, niską wagę i jednocześnie dużą siłę.
Magnes neodymowy, nazywany również magnesem trwałym, jest produkowany przy wykorzystaniu metody metalurgii proszków. Proces produkcji obejmuje prasowanie sproszkowanych składników (neodymu, boru i żelaza Nd2Fe14B) w wysokiej temperaturze oraz w polu magnetycznym. Magnes neodymowy musi być pokryty dodatkową powłoką, dzięki której charakteryzuje się estetycznym (połyskującym) wyglądem.
Wspomniana powłoka może być wykonana m.in. z fosforanu, niklu lub cynku. Jednak nie jest tak odporna na działanie wysokiej temperatury jak magnesy ferrytowe. Zastosowanie magnesów neodymowych obejmuje różnego rodzaju urządzenia elektroniczne (w tym elektronikę użytkową), a prądnice i silniki. Magnesy neodymowe, podobnie jak ferrytowe, nie są odporne na uszkodzenia mechaniczne, w tym wstrząsy i wibracje. Upadek z wysokości również może doprowadzić do uszkodzenia magnesu. Elementy tego typu występują w różnych kształtach (okrągłych, walcowatych, prostokątnych). Przeważnie są oferowane w zestawach po kilka lub kilkanaście sztuk. Oba rodzaje magnesów są stosunkowo tanie (szczególnie niewielkie modele), dzięki czemu znajdują zastosowanie m.in. w projektach DIY.
