페라이트는 강자성을 지닌 금속 산화물입니다. 페라이트는 전기적 특성면에서 금속 및 합금 자성 재료보다 전기 저항이 훨씬 높으며 유전 특성이 더 우수합니다. 페라이트의 자기 적 특성은 또한 고주파에서 높은 자기 투자율을 나타낸다. 따라서, 페라이트는 고주파 및 저전압 분야에서 널리 사용되는 비금속 자성 재료가되었다. 페라이트의 단위 체적에 저장된 자기 에너지가 낮기 때문에 포화 자화도 낮습니다 (보통 순수 철의 1 / 3 ~ 1 / 5 만). 따라서 저주파 전력과 고 에너지 밀도가 제한됩니다. 고전력 애플리케이션의 애플리케이션.

기본 소개

페라이트는 산화철 및 기타 성분으로 소결됩니다. 일반적으로 영구 페라이트, 소프트 페라이트 및 스핀 페라이트의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

페라이트 자석은 또한 우리가 일반적으로 보는 작은 검은 색 자석 인 페라이트 자석이라고도합니다. 구성 원료는 주로 산화철, 탄산 바륨 또는 탄산 바륨입니다. 자화 후, 잔류 자기장의 강도가 높고, 장시간 동안 잔류 자기장을 유지할 수있다. 일반적으로 영구 자석 재료로 사용됩니다. 예 : 스피커 자석.

연질 페라이트는 산화철과 1 종 이상의 다른 금속 산화물 (예 : 산화 니켈, 산화 아연, 산화 망간, 산화 마그네슘, 산화 세륨, 산화 세륨 등)을 소결 및 소성하여 형성됩니다. 자화 자기장이 사라지면 잔류 자기장이 작거나 거의 없기 때문에 연 자기라고합니다. 일반적으로 중간 주파수 변압기의 초크 또는 코어로 사용됩니다. 이것은 영구적 인 페라이트와 완전히 다릅니다.

스핀 페라이트 란 자이로 특성을 갖는 페라이트 재료를 말한다. 자성체의 자성체 재료 란, 서로 직교하는 2 개의 직류 자장 및 전자기파의 작용에 의해, 어느 방향으로 평면 편광 전자파가 전파되는 동안, 평면 편광 전자파가 일정 방향으로 전파하는 현상을 말한다 웨이브 자기장. 회전하는 페라이트는 마이크로 웨이브 통신 분야에서 널리 사용되고있다. 결정의 유형에 따라, 페라이트는 스피넬 형, 석류석 형 및 마그네토 플럼 비트 형 (육각형 형) 페라이트로 분류 될 수있다.

기본 분류

자기 특성 및 응용 분야에 따라 페라이트는 5 가지 유형으로 나눌 수 있습니다 : 연 자성, 영구 자석, 자성체, 모멘트 자성 및 압전.

연 자성 재료

이러한 물질은 아연 - 크롬 페라이트 및 니켈 - 아연 페라이트와 같은 약한 자기장 하에서 쉽게 자화되고 탈자가된다. 소프트 페라이트는 다양한 용도, 다양성, 대량 및 고출력 값을 갖는 일종의 페라이트 소재입니다. 주로 필터 코어, 변압기 코어, 무선 전자기 코어, 테이프 녹화 및 비디오 헤드와 같은 다양한 유도 성 구성 요소로 사용되며 자기 기록 구성 요소의 주요 재료이기도합니다.

영구적 인 페라이트

육각형 구조의 단축 이방성을 갖는 화합물. 주로 세 개의 란탄, 세륨 및 납의 페라이트와 그 복합 고용체로 구성됩니다. 동일한 자성 및 이질적 자성의 포인트가 있습니다. 이러한 페라이트 재료는 외부 자계가 소실 된 후 장시간 강한 일정한 잔류 자기 특성을 유지하기 때문에 외부 공간에 일정한 자장을 발생 시키는데 사용할 수있다. 예를 들어, 다양한 유형의 미터, 발전기, 전화기, 스피커, 텔레비전 및 마이크로 웨이브 장치에서 일정한 자석으로 널리 사용됩니다.

경 자성 재료

페라이트 경질 자성 재료는 자화 후에 쉽게 감자되지 않기 때문에 영구 자석 재료 또는 일정한 자성 재료라고도 불린다. 바륨 페라이트, 강철 산소 등등. 그것은 주로 레코더, 픽업, 스피커, 통신 기기의 다양한 악기의 마그네틱 코어에 사용됩니다.

방적 재료

자성체의 자성체 재료 란, 서로 직교하는 두 개의 안정한 자계 및 전자기장 자계의 작용 하에서, 재료 내부에서 평면 편광 전자파가 일정 방향으로 전파하지만, 그 편광면이 연속적으로 회전하는 현상을 말한다 전파 방향. 금속 및 합금 재료에는 자이로 특성이 어느 정도 있습니다. 그러나, 전기 비저항이 낮고 와전류 손실이 너무 크기 때문에, 전자기파가 내부로 침입 할 수 없으므로 사용할 수 없다. 따라서 페라이트 자성체 강자성체의 응용은 페라이트 고유의 분야가되었다. 자기 회전 자성 재료의 대부분은 마이크로 웨이브를 전송하기 위해 도파관 또는 전송선과 결합되어 다양한 마이크로 웨이브 장치를 형성합니다. 주로 레이더, 통신, 내비게이션, 원격 측정 및 기타 전자 장비에 사용됩니다.

순간 자성 재료

이것은 직사각형 히스테리시스 루프를 갖는 페라이트 재료를 지칭한다. 그 특성은 작은 외부 자기장이있을 때 자기 화되고 포화 될 수 있고 외부 자기장을 제거한 후에 자기 성질은 포화 된 때와 동일하게 유지된다는 것입니다. 마그네슘 망간 페라이트, 리튬 망간 페라이트 등. 이러한 페라이트 재료는 주로 각종 전자 컴퓨터 등의 메모리 코어에 사용된다.

압 자성 재료

이러한 물질은 니켈 - 아연 페라이트, 니켈 - 구리 페라이트 및 니켈 - 크롬 페라이트와 같이 자화 도중에 기계적으로 연장되거나 자장 방향으로 짧아지는 페라이트 물질을 지칭한다. 압전 재료는 주로 전자기 에너지와 기계 에너지의 상호 변환을위한 변환기로 사용되며 초음파 용 자기 변형 요소로 사용됩니다.

적용 범위

범위

자성 재료는 전기 음향, 전기 통신, 전기 계량기, 모터, 메모리 장치, 마이크로파 부품 등에서 널리 사용됩니다. 언어, 음악, 이미지 정보, 컴퓨터 용 자기 저장 장치, 승객 용 바우처 및 운임 결제. 다음은 테이프에 사용 된 자성 재료와 작동 원리에 중점을 둡니다.

원리

경질 자성체가 자화 된 후, 잔류 자기가 남게되고, 자화시의 강도 및 자성의 방향에 의해 잔류 자의 강도 및 방향이 결정된다. 오디오 테이프는 테이프베이스, 접착제 및 자기 분말 레이어로 구성됩니다. 테이프베이스는 일반적으로 폴리 카보네이트 또는 염화 비닐로 제조됩니다. 자성 분말은 강한 잔류 자성을 갖는 r-Fe2O3 또는 CrO2의 미세 분말이다. 기록시, 음 변화에 대응하는 전류가 증폭되어 헤드 헤드의 갭 내에 집중 자기장을 생성하도록 기록 헤드의 코일로 보내진다. 코일 전류가 변함에 따라 자기장의 방향과 강도도 그에 따라 변합니다. 테이프가 헤드의 간격을 일정한 속도로 통과함에 따라 자기장이 테이프를 통과하여 자기장을 발생시킵니다. 자기 테이프가 자기 헤드를 떠나고 그에 대응하는 자기장을 갖기 때문에, 자기 테이프의 극성과 강도는 원음과 일치합니다. 테이프가 움직일 때마다 소리가 계속해서 테이프에 기록됩니다.

사운드를 재생할 때 녹음 된 테이프를 녹음 헤드와 동일한 속도로 재생 헤드 틈에 가깝게 놓습니다. 헤드 코어는 자속에 대한 내성이 거의없는 고 투자율의 페라이트 연 자성 재료로 만들어져있다. 따라서, 자기 테이프에 기록 된 오디오의 잔류 자속은 자기 헤드의 자기 코어를 통해 쉽게 루프를 형성한다. 테이프상의 잔류 자속은 재생 헤드 코일에 잔류 자속과 동일한 유도 기전력을 유도한다. 앰프에서 증폭 된 후 스피커를 밀기 위해 보내지고 테이프에 녹음 된 오디오 신호가 원래 사운드로 복원됩니다.

효과

비디오 테이프와 오디오 테이프는 기본적으로 재료와 기능면에서 동일하지만 녹음은 소리를 나타내는 전기 신호를 녹음하고 녹음은 장면을 나타내는 텔레비전 신호를 녹음합니다. 사운드 신호뿐만 아니라 텔레비전 신호의 이미지 신호도 있습니다. 비디오 테이프 오디오 테이프와 비교하여 비디오 테이프의 기록 밀도는 매우 높습니다. 기록 테이프의 기록 파장이 마이크로 미터 수준이기 때문에,이 파장 범위에서 충분한 감도와 신호 대 잡음비를 갖기 위해서는 자성 입자 크기 반드시 작아야하며, 자성층 표면은 평활해야한다. 또한, 동일한 자기 헤드의 고속 마찰 및 자기 테이프의 반송 시스템의 고 정부의 마찰 하에서 사용하기 위해서는 자성층 표면의 내마모성이 양호해야한다. 이를 위해 접착제는 열과 내마모성이 있어야합니다.

넷째, 컴퓨터 자기 저장 장치

승객의 바우처 및 운임 정산지로 사용되는 컴퓨터 자기 저장 장치 및 자기 카드에 사용되는 자성 재료 및 작동 원리는 기본적으로 자기 테이프에 사용되는 것과 동일하며 그 기능은 기본적으로 동일합니다. 마그네틱 카드에는 좁은 테이프가 있습니다. A 역에서 B 역으로 지하철을 타면 A 역에서 B 역으로가는 티켓 (동전)이 A 역의 장비에 넣어지며 자기 카드가 던져집니다. 이 자기 카드를 던지는 과정에서 B 스테이션에서 내리는 자기 기록이 기록되었습니다. 이 자기 카드를 B 스테이션으로 가져 가서 악기에 넣으십시오. 문이 열리고 닫힙니다. 역 B에서 내리지 않고 역 B보다 멀리있는 역 C에서 내릴 경우 동전을 넣으면 충분하지 않으며 출구 문이 열리지 않습니다. 역을 떠나기 전에 자기 카드를 가지고 티켓을 만들어야합니다.

자기 카드를 B 국 또는 C 국에 투입하는 과정은 자기 기록이 자기 헤드를 통해 전기 신호가되는 과정이다. 그런 다음 전기 신호를 사용하여 스테이션 도어 스위치를 제어하십시오.

모터의 철심에 사용되는 자성 재료는 일반적으로 경질 페라이트입니다. 이 재료들은 자화 후에 쉽게 탈자가되지 않는다는 사실을 특징으로합니다. 자속에 대한 내성은 작습니다.

생산 과정

페라이트 결정 구조 및 형태에 따라, 제조 공정은 크게 다결정 페라이트 제조 공정; 페라이트 화학 공정; 단결정 페라이트 제조 공정 및 페라이트 다결정 막 및 비결정질 페라이트 등과 같은 다른 특수 공정을 포함한다.

다결정 페라이트 생산 공정

세라믹 산업에서 통상적으로 사용되는 소결 공정과 유사하게, 고상 반응에 의해 페라이트를 형성하는 금속 산화물 또는 탄산염 또는 다른 화합물이 포함되며, 균일하게 혼합 된 후, 볼밀, 건조 , 특정 모양으로 누른다. 약 1000 ℃의 온도에서 하소시킨 후,이를 완전히 분쇄하고 다시 혼합한다. 적절한 양의 결합제를 첨가하거나, 원하는 형상으로 가압하거나, 또는 플라스틱 재료로서 막대 형상 또는 스트립 형상으로 압출 성형한다. 그런 다음 1200 ~ 1400 ° C의 온도에서 소결되며 정확한 온도는 원하는 페라이트 특성에 따라 달라집니다. 노의 환경 조건은 최종 소결 공정에서 중요한 역할을합니다.

페라이트 화학 공정

화학적 공 침법 (chemical coprecipitation)이라고도하는 습식 공정이라고도합니다. 고성능 페라이트 제조 공정은 중화 및 산화 공정으로 나눌 수 있습니다. 우선, 페라이트를 제조하기 위해 필요한 금속 원소를 일정 농도의 이온 성 용액으로 제형 한 후, 상기 식에 따라 혼합하고, 중화 또는 산화 등의 화학 반응에 의해 페라이트 분말을 형성시킨 후, 과정은 위에서 설명한 것과 같습니다.

단결정 페라이트 제조 공정

비금속 단결정 성장과 거의 같습니다. Mn-Zn 및 Ni-Zn 페라이트 단결정의 성장은 일반적으로 다결정 페라이트를 백금 도가니에서 용융시킨 다음 적합한 온도 구배 전기로에서 환원시키는 Brizmann 방법에 의해 수행된다. 도가니의 바닥은 서서히 응고되어 단결정을 형성합니다. 용융 상태에서 형성되는 산소 분압의 균형을 맞추기 위해서, 결정 성장 중에 노에서 몇 또는 심지어 100 MPa의 산소 분압을 첨가 할 필요가있다.

페라이트 다결정 막의 제조

예를 들어, 수직 자기 화 된 바륨 페라이트 막은 새로운 카운터 스퍼터링 장치를 사용하여 스퍼터링된다. 가넷 단결정 막은 단결정 기판 상에 기상 또는 액상 에피 택시 법에 의해 제조되며, 구체적인 공정은 반도체 단결정 막의 에피 택셜 법과 매우 유사하다.

비정질 페라이트의 제조

현재, 초 담금질 법 및 스퍼터링 법이 사용된다. 소위 초 담금질 법은 페라이트 재료와 적당량의 금속 원소를 혼합하고, 고온 용융 상태에서 큰 온도 구배를 급냉시키는 방법이다. 이 분야의 연구 작업은 이제 막 시작되었으며, 제품의 성능은 여전히 만족스럽지 않습니다.

분말 제조 방법

페라이트 분말의 제조는 원료로부터 페라이트 분말로의 제조 공정을 완료하는 것이고, 페라이트 분말을 제조하는 많은 방법이있다.

(1) 솔 - 겔법

졸 - 겔 방법은 금속 유기 또는 무기 화합물을 용액, 졸 또는 겔에 의해 고화시킨 후 열처리하여 산화물 또는 다른 화합물 고체를 형성시키는 방법이다. 졸 - 겔 방법은 물질을 제조하기위한 습식 화학적 방법에서 일반적으로 사용되는 방법이며, 페라이트 나노 물질의 제조에 널리 사용된다.

(2) 화학 공 침법

화학적 공 침법은 페라이트를 제조하는 일반적인 방법이다. 침전제 (예 : OH-, CO32- 등)를 사용하여 용액 속의 금속 이온을 공 침전시키고 여과, 세척, 건조 및 연소를 통해 생성물을 얻습니다.

(3) 산화물 법

옥사이드 법에 의한 페라이트 제조의 요점은, 원료가 혼합되어 가열되고, 페라이트 분말이 재료 간의 반응에 의해 얻어지는 것이다. 고상 반응을 효과적으로 촉진하여 균일하고 양호한 페라이트 분말을 얻으려면, 원료의 선택에 주목할뿐만 아니라, 혼합, 소성 및 분쇄 조건의 결정에도주의해야한다. 산화물 방법은 대규모 산업 생산 수단입니다.