按照
磁學性質(zhì)和應(yīng)用情況的不同,鐵氧體可分為:軟磁、永磁、旋磁、矩磁、壓磁等五種類型。
軟磁材料
這類材料在較弱的
磁場下,易磁化也易退磁,如鋅鉻鐵氧體和
鎳鋅鐵氧體等。軟
磁鐵氧體是當前用途廣,品種多,數(shù)量大,產(chǎn)值高的一種鐵氧體材料。它主要用作各種電感元件,如濾波器磁芯、變壓器磁芯、無線電磁芯,以及
磁帶錄音和錄像磁頭等,也是
磁記錄元件的關(guān)鍵材料。
永磁鐵氧體
一種具有單軸各向異性的六角結(jié)構(gòu)的化合物。主要是鋇、鍶、鉛三種鐵氧體及其復(fù)合的固溶體。有同性磁和異性磁之分。由于這類鐵氧體材料在外界磁化場消失以后,仍能長久地保留著較強的恒定剩磁性質(zhì),可以用于對外部空間產(chǎn)生恒穩(wěn)的磁場。其應(yīng)用很廣泛,例如:在各類電表中、發(fā)電機、電話機、揚聲器、電視機和微波器件中作為恒
磁體使用。
硬磁材料
鐵氧體
硬磁材料磁化后不易退磁,因此,也稱為
永磁材料或恒磁材料。如鋇鐵氧體、鋼鐵氧體等。它主要用于電信器件中的
錄音器,拾音器、揚聲器,各種儀表的磁芯等。
旋磁材料
磁性材料的旋磁性是指在兩個互相垂直的穩(wěn)恒磁場和電磁波磁場的作用下,平面偏振的電磁波在材料內(nèi)部雖然按一定的方向傳播,但其偏振面會不斷地繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。金屬、合金材料雖然也具有一定的旋磁性,但由于電阻率低、渦流損耗太大,電磁波不能深入其內(nèi)部,所以無法利用。因此,鐵氧體旋磁材料旋磁性的應(yīng)用,就成為鐵氧體獨有的領(lǐng)域。旋磁材料大都與輸送微波的波導管或傳輸線等組成各種微波器件。主要用于雷達、通信、導航、遙測等電子設(shè)備中。
矩磁材料
這是指具有矩形磁滯回線的鐵氧體材料。它的特點是,當有較小的外磁場作用時,就能使之磁化,并達到飽和,去掉外磁場后,磁性仍然保持與飽和時一樣。如鎂錳鐵氧體,
鋰錳鐵氧體等就是這樣。這種鐵氧體材料主要用于各種電子計算機的存儲器磁芯等方面。
壓磁材料
這類材料是指磁化時在磁場方向作機械伸長或縮短的鐵氧體材料,如鎳鋅鐵氧體,鎳銅鐵氧體和鎳鉻鐵氧體等。壓磁材料主要用作電磁能與機械能相互轉(zhuǎn)化的換能器,作
磁致伸縮元件用于超聲。
范圍
磁性材料的應(yīng)用很廣泛,可用于電聲、電信、電表、電機中,還可作記憶元件、微波元件等?捎糜谟涗浾Z言、音樂、圖像信息的
磁帶、計算機的磁性存儲設(shè)備、乘客乘車的憑證和票價結(jié)算的
磁性卡等。下面著重談磁帶上所用的磁性材料和作用原理。
原理
硬磁性材料被磁化以后,還留有剩磁,剩磁的強弱和方向隨磁化時磁性的強弱和方向而定。錄音磁帶是由帶基、粘合劑和
磁粉層組成。帶基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁強的r-Fe2O3或CrO2細粉。錄音時,是把與聲音變化相對應(yīng)的電流,經(jīng)過放大后,送到錄音磁頭的線圈內(nèi),使磁頭鐵芯的縫隙中產(chǎn)生集中的磁場。隨著線圈電流的變化,磁場的方向和強度也作相應(yīng)的變化。當磁帶勻速地通過磁頭縫隙時,磁場就穿過磁帶并使它磁化。由于磁帶離開磁頭后留有相應(yīng)的剩磁,其極性和強度與原來的聲音相對應(yīng)。磁帶不斷移動,聲音也就不斷地被記錄在磁帶上。
放音時,將已錄音的磁帶以錄音時同樣的速度緊貼著放音磁頭縫隙進。磁頭鐵芯是用高
導磁率鐵氧體軟磁材料制成的,它對磁通阻力很小。因此,磁帶上所錄的音頻剩磁通,容易通過磁頭鐵芯而形成回路。磁帶上的剩磁通在放音磁頭線圈上感應(yīng)出一個與剩磁通變化規(guī)律相同的感應(yīng)電動勢。再經(jīng)過放音放大器放大后,送去推動揚聲器,磁帶上所錄下的音頻信號便還原成原來的聲音。
作用
錄像磁帶與錄音磁帶所用的材料及作用原理基本相同,不過錄音記錄的是代表聲音的電信號,而錄像記錄的是代表景物的電視信號。電視信號中不但有聲音信號還有圖像信號。錄像磁帶與錄音磁帶相比,錄像磁帶記錄的密度很高,因為錄像磁帶記錄波長是微米數(shù)量級,為在這波長范圍能有充分的靈敏度和信噪比,磁性體粒度必須小,
磁性層表面必須平滑。而且磁性層表面的耐磨性必須好,才能在同磁頭的高速摩擦以及同磁帶的輸送系統(tǒng)的固定部分摩擦條件下使用。為此,所使用的粘合劑必須耐熱、耐磨。
四、計算機磁性存儲設(shè)備
應(yīng)用于計算機磁性存儲設(shè)備和作為乘客乘車的憑證和票價結(jié)算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理,同磁帶所用的磁性材料及作用原理基本相同,只是用處不同而已。在磁性卡上有一窄條磁帶,當你乘地鐵從甲站到乙站時,在甲站向儀器中投入從甲站到乙站的票錢(硬幣),之后投出一張磁性卡,在投出這張磁性卡的過程中已錄上了到乙站下車的磁記錄,拿這張磁性卡乘車到乙站后投入到儀器中,門開,出站。如果沒在乙站下車,而是在比乙站遠的丙站下車,投入的硬幣不夠,出站門不開。要拿磁性卡補票后才能出站。
在乙站或丙站投入磁性卡的過程,就是磁記錄經(jīng)過磁頭變成電信號的過程。再用電信號控制站門開關(guān)。
電機的鐵芯所用的磁性材料一般用
硬磁鐵氧體,這些材料的特點是磁化后不易退磁。對磁通的阻力小。
根據(jù)鐵氧體結(jié)晶構(gòu)造和形態(tài),制備工藝大致分為:多晶鐵氧體生產(chǎn)工藝;鐵氧體化學工藝;單晶鐵氧體制造工藝及其他特種工藝,如鐵氧體多晶薄膜和非晶鐵氧體等。[1]