Hoe worden ferrietmagneten gemaakt?
Ferriet magneten, ook wel keramiek genoemd vanwege hun productieproces, is het goedkoopste type permanent magneetmateriaal. Het materiaal kwam halverwege de jaren vijftig op de markt en heeft sindsdien zijn weg gevonden naar talloze toepassingen, waaronder gebogen magneten voor elektromotoren, magnetische klauwplaten en magnetische gereedschappen. De grondstof voor deze magneten is ijzeroxide gemengd met strontium of barium en vermalen tot een fijn poeder. Het poeder wordt vervolgens gemengd met een keramisch bindmiddel om magneten te produceren door middel van compressie- of extrusietechnieken, gevolgd door een sinterproces. De aard van het fabricageproces resulteert in producten die vaak defecten bevatten zoals scheuren, holtes, schilfers, enz. Gelukkig hebben deze defecten zelden invloed op de prestaties van de magneet.
Om de prestaties van ferrietmagneten te verbeteren, kan de ferrietverbinding tijdens het persproces worden beïnvloed door een magnetisch veld. Deze voorspanning induceert een geprefereerde magnetiseringsoriëntatie in de magneet, waardoor de prestaties in elke andere oriëntatie aanzienlijk verslechteren. Daarom zijn ferrietmagneten verkrijgbaar in zowel directionele (anisotrope) als niet-directionele (isotrope) kwaliteiten. Vanwege de lagere magnetische eigenschappen worden isotrope soorten ferriet doorgaans gebruikt waar complexe magnetisatiepatronen vereist zijn en voorspanning in het proces te duur zou zijn.
Ferrietmagneten zijn vatbaar voor demagnetisatie bij blootstelling aan extreme temperaturen, ze zijn thermisch het minst stabiel van alle magnetische families, maar ze kunnen worden gebruikt in omgevingen tot 300°C (570°F). Sommige soorten zijn beter bestand tegen hoge en lage temperaturen, maar er zijn verschillende factoren die de prestaties van een neodymiummagneet bepalen. Magnetische geometrieën die backplates, jukken of retourpadstructuren gebruiken, zullen beter reageren op temperatuurveranderingen. Zoals met de meeste keramiek, mogen ferrietmagneten niet meer dan 100°C per uur worden verwarmd of gekoeld.
Ferrietmagneten zijn zeer corrosiebestendig en coatings kunnen om esthetische redenen worden aangebracht of om het fijne ferrietpoeder van ferrietmagneten te verminderen.
Het materiaal van de ferrietmagneet is erg hard en broos en de gemiddelde Mohs-hardheid van het materiaal is 7, wat niet geschikt is voor traditionele werktuigmachines en snijgereedschappen. Diamantgereedschappen en sommige schuurmiddelen zijn de conventionele methoden om deze magneetlegering te maken. De meeste magnetische materialen worden in niet-gemagnetiseerde toestand verwerkt. Zodra de fabricage- en reinigingswerkzaamheden zijn voltooid, worden de magneten tot verzadiging gemagnetiseerd.
Ferrietmagneten zijn vrij eenvoudig te magnetiseren en hebben slechts een redelijk magnetiseringsveld nodig. Ze worden vaak gebruikt met zachtstalen componenten, zoals motorbehuizingen of achterplaten, en het is vaak nodig om een ferrietmagneet te magnetiseren die op/in dat onderdeel is gemonteerd.
Ferrietmagneten zijn inherent broos en zijn vooral gevoelig voor barsten wanneer de toepassing gepaard gaat met schokken of buigen. Zoals alle magnetische materialen mogen ferrieten niet worden gebruikt als structurele elementen in ontwerpen.
Ferrietmagneten worden gemaakt door een mengsel van ijzeroxide en strontiumcarbonaat te calcineren om metaaloxiden te vormen. Een meertraps maalbewerking verkleint het gecalcineerde materiaal tot een kleine deeltjesgrootte. Het wordt op twee manieren in een mal gecomprimeerd. poeder. Bij de eerste methode worden poeders droog verdicht om isotrope magneten te vormen met zwakkere magnetische eigenschappen maar betere maattoleranties. Normaal gesproken hoeven drooggeperste magneten niet fijn geslepen te worden. Bij de tweede methode wordt het poeder gemengd met water om een slurry te vormen. In de aanwezigheid van een magnetisch veld wordt de suspensie in de vorm verdicht. Een aangelegd magnetisch veld produceert een anisotrope magneet die uitstekende magnetische eigenschappen vertoont, maar meestal een naslijping vereist.
Het verdichte onderdeel, dat dicht bij de voltooide geometrie ligt, wordt bij hoge temperatuur gesinterd om de uiteindelijke versmelting van individuele deeltjes te bereiken, en de uiteindelijke vormgeving wordt bereikt door diamantschuurmiddelen. Meestal worden de poolvlakken van ferrietmagneten geslepen en nemen de overige oppervlakken aan"as-gesinterd"toleranties en fysische eigenschappen.