Ферриты

Ферриты представляют собой соединения оксида железа Fe₂O₃ с оксидами других металлов ZnO; NiO и др. Ферриты изготовляют из порош-кообразной смеси оксидов этих металлов. Отпрессованные ферритовые изде- лия подвергают спеканию при высоких температурах. Название феррита оп- ределяется названием двухвалентного или (реже) одновалентного металла, оксид которого входит в состав феррита. Так, если в состав феррита входит оксид цинка, то феррит называется ферритом цинка, если оксид никеля – ферритом никеля и т.д.

Ферриты изготовляют по технологии производства керамики, т.е. исхо- дные порошкообразные оксиды металлов измельчают в мельницах. Из этой смеси тонкомолотых порошков прессуют брикеты, которые подвергают пер- воначальному обжигу в печи. Спешиеся брикеты размалывают и в получен-ный тонкодисперсный порошок вводят какой-либо пластификатор, например расвор поливинилового спирта. Из полученной массы прессуют ферритовые изделия (сердечники, кольца, горшки), которые обжигают при 1000 - 1400°С. Полученные твердые хрупкие изделия (преимущественно черного цвета) мо- жно обрабатывать только шлифованием.

Наиболее широко применяют в РЭА смешанные магнито-мягкие фер-риты: никель-цинковые, марганец-цинковые, литий-цинковые. Условные обозначения ферритов: НН – никель-цинковые, НМ – марганец-цинковые, ВЧ – литий-цинковые высокочастотные, СЧ – сверхвысокочастотные, ВТ – с прямоугольной гистерезисной петлей. Цифры, стоящие впереди буквенных обозначений, указывают среднее значение начальной магнитной прони-цаемости. В марках СВЧ-ферритов эти цифры обозначают среднюю длину волны (см), в марках ферритов с прямоугольной гистерезисной петлей – коэрцитивную силу (А/м). Например: 4000НМ – марганец-цинковый феррит с начальной магнитной проницаемостью, равной 4000; 150ВЧ – высокочас-тотный феррит с начальной магнитной проницаемостью 150.

Магнитные характеристики широко применяемых магнитно-мягких ферритов приведены в таблице 5.4. Дополнительными характеристиками ферритов являются: плотность 3800 - 5000 кг/м³ ; КТР = (5 ÷ 12)10^-6 1/°С; пористотсь 1 – 15%.

Ферриты по сравнению с металлическими магнитно-мягкими матери-алами обладают малой индукцией насыщения, поэтому в сильных полях их применять не рационально. Имеются ферриты, например НМС, которые обладают большой индукцией насыщения. Чем меньше начальная магнитная проницаемость феррита, тем в более широком диапазоне чатсот он может быть использован.

Достоинствами ферритов являются стабильность магнитных характе- ристик в широком диапазоне частот, малые потери на вихревые токи, малый коэффициент затухания электромагнитной волны, а также простота изгото-вления ферритовых деталей. Как все магнитные материалы, ферриты сохра- няют свои магнитные свойства только до точки Кюри Т_К . У различных по составу ферритов значения Т_К колеблются в широких пределах: от 70 до 500°С. В радиоаппаратуре СВЧ металлические магнитные материалы и низ-

Таблица 5.4

Марка феррита	Начальная магнитная проница- емость	Коэрци- тивная сила, А/м	Удельное электричес- кое сопро- тивление, Ом·м	Граничная частота, МГц	Темпера- тура Кюри, °С
6000НМ			0,1	0,01
4000НМ			0,5	0,7
3000НМ			0,5	0,8
2000НМ			0,5	1,5
1000НМ			0,5	1,6
1000НН				0,4
600НН			10^2	1,2
400НН			10^3	2,0
200НН			10^3	3,0
150ВЧ			10^6
100ВЧ			10^4
50ВЧ2			10^6
10ВЧ1			10^8

кочастотные ферриты (никель-цинковый и др.) не могут применяться из-за малого удельного электрического сопротивления, которое приводит к большим потерям на вихревые токи.

В технике СВЧ применяют поликристаллические и монокристал-лические ферриты. К поликристаллическим относятся литиевый (10СЧ9), магниевые, никелевые и другие ферриты. Эта группа ферритов обладает большим удельным электрическим сопротивлением (10⁸ – 10¹⁰Ом·м) и стаби- льностью магнитных характеристик в диапазоне СВЧ.

Для изготовления постоянных магнитов используют магнитно-твердые ферриты, наибольшее применение из которых получили ферриты бария BaO·6Fe₂O₃. В отличие от магнитно-мягких бариевые ферриты отличаются хорошей стабильностью своих характеристик, но чувствительны к резкому изменению температуры.

Недостатками всех ферритов яявляются хрупкость, а также резко выраженная зависимость магнитных свойств от температуры и механичес-ких воздействий. Ферриты являются магнитными полупроводниками и, сле-довательно с ростом температуры их удельное сопротивление уменьшается, что вызывает увеличение потерь на вихревые токи. Широко применяемые бариевые ферриты приведены в таблице 5.5.

Таблица 5,5

Марка феррита	Остаточ- ная магнитная индукция, Тл	Коэрци- тивная сила, кА/м	Макси- мальная магнитная энергия, кДж/м^3	Удельное электричес- кое сопро- тивление, Ом·м	Темпера- тура Кюри, °С
6БИ240	0,19			10^3 – 10^3
7И300	0,20			10^3 – 10^3
16БА190	0,30			10^3 – 10^3
15БА300	0,30			10^3 – 10^3
17БА220	0,33			10^3 – 10^3
22БА220	0,36			10^3 – 10^3
24БА210	0,37			10^3 – 10^3
25БА150	0,38			10^3 – 10^3
28БА170	0,38			10^3 – 10^3
28БА190	0,39			10^3 – 10^3

Дата добавления: 2014-01-20