O que é material magnético macio?

Os materiais magnéticos macios referem-se a uma categoria de materiais magnéticos com força coercitiva inferior a 1000 A/m, apresentando baixa coercividade e alta permeabilidade magnética. Suas principais características incluem fácil magnetização, fácil desmagnetização e alta densidade de fluxo magnético de saturação. Eles possuem loops de histerese estreitos e baixa perda de histerese, tornando-os ideais para cenários que exigem magnetização e desmagnetização frequentes.

I. Tipos principais

1. Materiais magnéticos macios metálicos

Ferro Puro Eletromagnético: Conteúdo de carbono abaixo de 0,04%, apresentando alta densidade de fluxo magnético de saturação e excelente trabalhabilidade a frio. Sua condutividade térmica diminui enquanto a dureza e a fragilidade aumentam. Amplamente utilizado como núcleos de ferro para motores, transformadores, relés, transformadores de instrumentos e interruptores.

Ligas de ferro-níquel (Permalloy): possuem permeabilidade magnética extremamente alta e baixa coercividade sob campos magnéticos fracos, mas são sensíveis ao estresse. Aplicado em dispositivos operando abaixo de 1 MHz em campos magnéticos fracos.

Ferro-ligas de alumínio: alta resistividade e peso leve com permeabilidade magnética relativamente baixa. Maior teor de alumínio leva ao aumento da dureza, fragilidade e redução da ductilidade. Adequado para dispositivos que funcionam em campos magnéticos fracos e fortes.

Ferro-ligas de silício (chapas de aço de silício): alta resistividade e baixa perda por correntes parasitas, mas frágeis e com baixa usinabilidade. Usado predominantemente para núcleos de ferro de transformadores e motores, sendo o material magnético macio mais utilizado em todo o mundo.

Núcleos metálicos de pó magnético macio: combinam alta densidade de fluxo magnético de saturação de metais e vantagens de baixa perda de ferritas, capazes de operação estável sob campos magnéticos alternados de média e alta-frequência. Possui perspectivas de mercado promissoras e está intimamente ligada à nova indústria energética.

2. Materiais magnéticos macios de ferrite

Composto principalmente de óxido férrico, misturado com matérias-primas Mn-Zn ou Ni-Zn e fabricado em ferritas Mn-Zn e ferritas Ni{3}}Zn por meio da metalurgia do pó. Eles apresentam alta resistividade e baixa perda de alta-frequência, mas têm baixa densidade de fluxo magnético de saturação e baixa estabilidade de temperatura. Aplicado principalmente em componentes magnéticos de baixa-potência que trabalham em frequências médias e altas, como equipamentos para indústrias de televisão, radiodifusão e comunicação.

3. Materiais magnéticos macios amorfos e nanocristalinos

Ligas amorfas: também conhecidas como vidro metálico, elas não possuem grãos de cristal ordenados-de longo alcance. Eles oferecem alta permeabilidade magnética e resistividade, baixa coercividade e insensibilidade ao estresse, livres de anisotropia magnetocristalina causada por estruturas cristalinas, juntamente com excelente resistência à corrosão e alta resistência mecânica. Eles têm temperatura Curie muito mais baixa do que materiais magnéticos macios cristalinos, o que reduz bastante a perda de energia.

Ligas Nanocristalinas: Compostas por fases cristalinas abaixo de 50 nanômetros e fases amorfas de contorno de grão, elas alcançam propriedades abrangentes superiores às ligas cristalinas e amorfas tradicionais. Com alta permeabilidade magnética, baixa coercividade, baixa perda de núcleo, alta densidade de fluxo magnético de saturação e excelente estabilidade, eles se desenvolveram rapidamente e se tornaram fortes concorrentes de materiais magnéticos macios de ferrite nos últimos anos.

II. Campos de aplicação

Como materiais básicos essenciais para transmissão de energia elétrica, conversão e processamento de sinais, os materiais magnéticos macios têm sido amplamente aplicados nos setores industriais modernos:

Eletrônica de Potência e Indústria de Energia: Servem como núcleos magnéticos para transformadores, motores, indutores e filtros, amplamente adotados em inversores fotovoltaicos, sistemas de armazenamento de energia e fontes de alimentação UPS.

Indústria de informação e comunicação: As ferritas magnéticas moles são matérias-primas essenciais para antenas magnéticas, conversores de energia e filtros usados ​​em estações base 5G, smartphones, dispositivos NFC e equipamentos de carregamento sem fio.

Indústria de veículos de energia nova: aplicada em carregadores-de bordo (OBC), conversores-CC CC e sistemas de acionamento de motor. Sua propriedade de baixa-perda melhora efetivamente a eficiência energética geral do veículo.

Eletrônicos de consumo e eletrodomésticos: amplamente utilizado para indutores e núcleos de transformadores em laptops, telefones celulares, condicionadores de ar inversores e outros produtos eletrônicos de uso diário.

Indústrias emergentes: A crescente demanda do mercado é observada em robôs, equipamentos aeroespaciais, instrumentos médicos, servidores de data center e dispositivos relacionados a GPU de IA.