¿Cómo funciona un imán de ferrita y cómo es diferente de otros imanes?

Principio de funcionamiento de Imanes de ferrita
El componente principal de los imanes de ferrita es un compuesto de óxido de hierro (Fe₂o₃) y otros óxidos metálicos (como estroncio, bario, etc.). Su magnetismo proviene de su estructura cristalina y de la disposición de los dominios magnéticos internos. Los imanes de ferrita pertenecen a materiales magnéticos duros, y su estructura cristalina es hexagonal. En esta estructura, los iones de hierro y los iones de oxígeno forman una disposición especial, que permite que el material forme dominios magnéticos estables (es decir, regiones magnéticas microscópicas) bajo la acción de un campo magnético externo. Estos dominios magnéticos se alinean gradualmente durante el proceso de magnetización, lo que resulta en un fuerte magnetismo.
Los imanes de ferrita deben someterse a un tratamiento de sinterización y campo magnético de alta temperatura durante el proceso de fabricación. A altas temperaturas, la estructura cristalina del material se estabiliza, y bajo la acción de un campo magnético fuerte externo, los dominios magnéticos están alineados a lo largo de la dirección del campo magnético para formar magnetismo permanente. Incluso si el campo magnético externo desaparece, los dominios magnéticos aún pueden permanecer alineados, dando el magnetismo duradero del material. El magnetismo de la ferrita proviene principalmente de la disposición de los giros de electrones dentro de él. Dado que la ferrita es un material ferromagnético, el electrones no apareados gira dentro de él generará momentos magnéticos, que se alinean bajo la acción de un campo magnético externo para formar magnetismo macroscópico.

Diferencias entre los imanes de ferrita y otros imanes
Los imanes de ferrita difieren significativamente de otros imanes comunes (como imanes NDFEB, imanes de Alnico y imanes SMCO) en términos de composición de material, características de rendimiento y áreas de aplicación.
Los imanes de ferrita están compuestos principalmente de óxido de hierro y óxido de estroncio/bario, y no contienen elementos de tierras raras. En contraste, los imanes NDFEB están compuestos de elementos de tierras raras neodimio, hierro y boro, con un alto contenido de tierras raras; Los imanes de Alnico están compuestos de aluminio, níquel, cobalto y hierro, sin elementos de tierras raras; y los imanes SMCO están compuestos de elementos de tierras raras samarium y cobalto, con un alto contenido de tierras raras. Esta diferencia en la composición afecta directamente sus propiedades magnéticas y escenarios de aplicación.
En términos de propiedades magnéticas, los imanes de ferrita tienen un producto de energía magnética más baja (generalmente 3.5-5 Mgoe), una fuerza coercitiva más alta, buenas propiedades de antidemagnetización, pero fuerza magnética débil. Los imanes de NDFEB tienen energía magnética extremadamente alta (hasta 50 MGOE o más), fuerza magnética fuerte, pero baja fuerza coercitiva y fácil desmagnetización. Los imanes de Alnico tienen un producto de energía magnética media (5-10 MGOE), buena estabilidad de temperatura, pero baja coercitividad. Los imanes SMCO tienen un producto de alta energía magnética (20-30 MGOE), excelente estabilidad de temperatura, pero alto costo.
La estabilidad de la temperatura es una gran ventaja de los imanes de ferrita. Puede funcionar en el rango de -40 ℃ a 250 ℃, adecuado para entornos de alta temperatura. Los imanes de NDFEB tienen poca estabilidad de temperatura y se desmagetan fácilmente a altas temperaturas. Por lo general, necesitan agregar elementos como el disprosio para mejorar la resistencia a la temperatura. Los imanes de Alnico tienen una excelente estabilidad de la temperatura y pueden funcionar durante mucho tiempo en entornos de alta temperatura. Los imanes SMCO tienen la mejor estabilidad de la temperatura y son adecuadas para ambientes extremos de alta temperatura.
El costo y la protección del medio ambiente también son ventajas importantes de los imanes de ferrita. Tiene bajo costo, abundantes materias primas, no contiene elementos de tierras raras y tiene una buena protección del medio ambiente. En contraste, los imanes de NDFEB tienen altos costos, dependen de recursos de tierras raras y tienen una protección ambiental deficiente; Los imanes de Alnico tienen costos medios, no contienen elementos de tierras raras, pero los recursos de cobalto son limitados; Los imanes de SMCO tienen costos extremadamente altos, dependen de recursos de tierras raras y tienen una protección ambiental deficiente.
En términos de áreas de aplicación, los imanes de ferrita se usan ampliamente en escenarios de bajo costo y alto volumen, como altavoces, motores, sensores y electrodomésticos. Los imanes NDFEB se utilizan principalmente en motores de alto rendimiento, unidades de disco duro, turbinas eólicas y otros campos con altos requisitos magnéticos. Los imanes de Alnico a menudo se usan en escenarios como instrumentos, sensores y motores de alta temperatura. Los imanes de cobalto de Samario se utilizan principalmente en campos especiales como equipos aeroespaciales, militares e industriales de alta gama.

Ventajas únicas de los imanes de ferrita
Aunque los imanes de ferrita tienen una fuerza magnética débil, sus propiedades únicas les dan ventajas irremplazables en muchas aplicaciones. Su bajo costo lo convierte en una opción ideal para la producción en masa. Las materias primas son abundantes y el proceso de producción es simple, lo que lo hace adecuado para la fabricación de masas. La alta fuerza coercitiva de los imanes de ferrita lo convierte en antidemagnetización y adecuada para uso a largo plazo. Su excelente estabilidad de temperatura le permite funcionar de manera estable en entornos de alta temperatura y es adecuada para aplicaciones industriales. Los imanes de ferrita no contienen elementos de tierras raras, son amigables con el medio ambiente y cumplen con los requisitos modernos de protección del medio ambiente.