Ferrita (imant)

De Viquipèdia
Salta a la navegació Salta a la cerca
Per a altres significats, vegeu «Ferrita (desambiguació)».
Imants de ferrita

La ferrita és un compost químic de materials de ceràmica amb òxid de ferro (III) (Fe2O3) com a component principal.[1] Yogoro Kato i Takeshi Takei del Institut de Tecnologia de Tòquio van inventar la ferrita l'any 1930.[2]

Composició i propietats[modifica]

Les ferrites normalment són compostos ceràmic que no són conductores del ferrimagnetisme, deriven de l'òxid de ferro com també ho és l'hematita (Fe2O3) o la magnetita (Fe3O4) i com també òxids d'altres metalls. Les ferrites són, com molts altres materials ceràmics, dures i fràgils.

Moltes ferrites cristal·litzen en el sistema cúbic amb la fórmula química AB2O4, on A i B representen diversos cations de metalls incloent el ferro Fe.

El material magnètic conegut com "ZnFe" té la fórmula ZnFe2O4, amb Fe3+ ocupant llocs octahèdrics i Zn2+ ocupant llocs tetraèdrics.[3]

Algunes ferrites tenen estructura cristal·lina hexagonal, com les ferrites de bari i estronci BaFe12O19 (BaO:6Fe2O3) i SrFe12O19 (SrO:6Fe2O3).[4]

En termes de les seves propietats magnètiques, les diferents ferrites sovint es classifiquen com toves ("soft") o dures ( "hard"), cosa que es refereix, respectivament, a la seva baixa o alta coercitivitat magnètica :

Ferrites toves[modifica]

Diversos nuclis de ferrita

Les ferrites que es fan servir en transformadors o nuclis electromagnètics contenen compostos de níquel, zinc, i/o manganès. Tenen baixa coercitivitat i s'anomenen ferrites toves. La baixa coercitivitat significa que es pot canviar la direcció de la seva magnetització sense utilitzar gaire energia.

S'utilitzen ferrites com a nuclis electromagnètics per la seva alta permeabilitat magnètica i la seva baixa conductivitat elèctrica (el que ajuda a evitar els corrents de foucault).

Les ferrites toves més comunes són:[4]

  • Ferrita de manganès-zinc ferrite
  • Ferrita de nickel-zinc

Ferrites dures[modifica]

Com a contrast, els imants permanents de ferrita estan fets de ferrites dures, les quals tenen alta coercitivitat i alta romanència després de la magnetització. Per a fabricar-les s'usa lòxid de ferro, el carbonat de bari o el carbonat d'estronci.[5][6] La seva alta coercitivitat significa que els materials són molt resistents a desmagnetitzar-se i també condueixen bé el flux magnètic i tenen alta permeabilitat magnètica. Això els permet tenir camp magnètic més fort que el mateix ferro. ón barats i molt usats en electrodomèstics. El seu camp magnètic màxim B és d'uns 0,35 tesla i la resistència de camp magnètic H és de 30 a 160 kiloampers per metre (400 a 2000 oersteds).[7] Els imants de ferrita tenen una densitat al voltant dels 5g/cm3.

Les ferrites dures més comunes són:

  • Ferrita d'estronci, SrFe12O19 (SrO·6Fe2O3), usada en aparells de microones i altres.[4]
  • Ferrita de bari, BaFe12O19 (BaO·6Fe2O3), usats en en registrament magnètic com les bandes magnètiques de les targetes.
  • Ferrita de cobalt, CoFe2O4 (CoO·Fe2O3).

Producció[modifica]

Les ferrites es fabriquen escalfant una mescla de precursors en forma de pols fina premsats en un motlle. Durant el procés d'escalfament es calcinen els carbonats:

MCO3 → MO + CO2

El producte refredat es moltura en petites partícules menors de 2 µm.

Referències[modifica]

  1. Carter, C. Barry; Norton, M. Grant. Ceramic Materials: Science and Engineering. Springer, 2007, p. 212–15. ISBN 0-387-46270-8. 
  2. doi:10.1109/GLOCOMW.2009.5360693
    Aquesta referència està incompleta. Cal copiar-la per completar-la.
  3. Shriver, D.F.; et al.. Inorganic Chemistry. New York: W.H. Freeman, 2006. ISBN 0-7167-4878-9. 
  4. 4,0 4,1 4,2 Ullah, Zaka; Atiq, Shahid; Naseem, Shahzad «Influence of Pb doping on structural, electrical and magnetic properties of Sr-hexaferrites». Journal of Alloys and Compounds, 555, 2013, pàg. 263–267. DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.12.061.
  5. «Ferrite Permanent Magnets». Arnold Magnetic Technologies. [Consulta: 18 gener 2014].
  6. «Barium Carbonate». Chemical Products Corporation. [Consulta: 18 gener 2014].
  7. «Amorphous Magnetic Cores». Hill Technical Sales, 2006. [Consulta: 18 gener 2014].

Enllaços externs[modifica]

Fonts[modifica]