انواع، ویژگی ها و دامنه کاربرد مواد مغناطیسی نرم

مواد مغناطیسی نرم به موادی اطلاق می شود که در Hc بیش از 1000A/m مغناطیسی شوند و آهنرباهای نرم نامیده می شوند. یک ماده مغناطیسی نرم معمولی می تواند با کوچکترین میدان مغناطیسی خارجی به حداکثر مغناطیسی دست یابد. مواد مغناطیسی نرم مواد مغناطیسی با اجبار کم و نفوذپذیری بالا هستند. مواد مغناطیسی نرم به راحتی مغناطیس و غیر مغناطیسی می شوند و به طور گسترده در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی استفاده می شوند. متداول ترین مواد مغناطیسی نرم مورد استفاده آلیاژهای سیلیکون آهن (ورق های فولادی سیلیکونی) و مواد مختلف فریت مغناطیسی نرم هستند. دارای ویژگی های حلقه پسماند باریک و شیب دار، فرآیند مغناطیسی تقریبا برگشت پذیر، افت پسماند کم، نفوذپذیری بالا و نیروی اجباری کم است. مانند ورق های فولادی سیلیکونی، آهن خالص صنعتی، فولاد کربن خالص و غیره.

مواد مغناطیسی با اجبار کم که به عنوان مواد مغناطیسی با رسانایی بالا نیز شناخته می شوند. هسته های آهنی مورد استفاده در ساخت تجهیزات الکتریکی مانند موتور و ترانسفورماتور در صنعت برق. در صنعت الکترونیک برای ساخت قطعات مغناطیسی مختلف استفاده می شود که به طور گسترده در تلویزیون، پخش و ارتباطات استفاده می شود. این نوع مواد دارای ویژگی هایی مانند چگالی شار مغناطیسی اشباع بالا، نفوذپذیری مغناطیسی بالا، حلقه های پسماند باریک، مساحت کوچک، تلفات پسماند کم و مغناطیس باقیمانده کم و نیروی اجباری است. هنگام استفاده در موقعیت های ارتباطی، جریان گردابی کم و تلفات هیسترزیس مورد نیاز است. معمولاً مورد استفاده شامل آهن خالص، فولاد کم کربن، ورق فولاد سیلیکونی، پرمالوی، فریت و غیره است.

(1) آهن خالص و فولاد کم کربن: نفوذپذیری مغناطیسی بالا و عملکرد پردازش خوب. اما به دلیل تلفات جریان گردابی زیاد، فقط برای هسته های آهنی DC مناسب است.

(2) ورق و نوار فولادی سیلیکونی: مقاومت بالا و تلفات جریان گردابی کم. اما بافت شکننده است و عملکرد پردازش ضعیف است. لمینت یا رول به شکل دایره ای برای استفاده، با رنگ عایق یا یک لایه اکسیدی بین ورق ها تشکیل شده تا تلفات جریان گردابی را کاهش دهد.

(3) Permalloy: یک اصطلاح کلی برای آلیاژهای نیکل آهن، که دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالایی هستند. برای ابزارهای دقیق، هدهای ضبط و سایر کاربردهایی که حجم کمی مورد نیاز است استفاده می شود.

(4) فریت: با Fe2O3 به عنوان جزء اصلی، مخلوط با منگنز روی یا نیکل روی، با استفاده از روش متالورژی پودر به فریت روی منگنز یا فریت روی نیکل فشرده می شود. دارای مقاومت بالا و افت فرکانس بالا کم است. اولی برای فرکانس های زیر 1 مگاهرتز استفاده می شود، در حالی که دومی برای فرکانس های مایکروویو استفاده می شود. هرچه فرکانس کاری بالاتر باشد، نفوذپذیری مغناطیسی آن کمتر است. فریت ها متعلق به مواد مغناطیسی آهنی هستند که نفوذپذیری مغناطیسی کمتری نسبت به مواد فرومغناطیسی دارند.

یک ماده مغناطیسی نرم معمولی می تواند با کوچکترین میدان مغناطیسی خارجی به حداکثر مغناطیسی دست یابد. مواد مغناطیسی نرم را می توان به سه دسته تقسیم کرد: مواد مغناطیسی نرم فلزی، مواد مغناطیسی نرم فریت و رسانه های مغناطیسی. مغناطیس نرم فلزی را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: آهن خالص الکترومغناطیسی، ورق فولاد سیلیکون، آلیاژ نیکل آهن و آلیاژ آلومینیوم آهن.