Como são feitos os ímãs de ferrite?
ímãs de ferrite, às vezes referidos como cerâmica por causa de seu processo de produção, são o tipo mais barato de material de ímã permanente. O material tornou-se comercialmente disponível em meados da década de 1950 e desde então encontrou seu caminho para inúmeras aplicações, incluindo ímãs curvos para motores elétricos, mandris magnéticos e ferramentas magnéticas. A matéria-prima para esses ímãs é óxido de ferro misturado com estrôncio ou bário e moído em um pó fino. O pó é então misturado com um aglutinante cerâmico para produzir ímãs por meio de técnicas de compressão ou extrusão, seguido de um processo de sinterização. A natureza do processo de fabricação resulta em produtos que geralmente contêm defeitos, como rachaduras, vazios, lascas, etc. Felizmente, esses defeitos raramente afetam o desempenho do ímã.
Para melhorar o desempenho dos ímãs de ferrite, o composto de ferrite pode ser afetado por um campo magnético durante o processo de prensagem. Esse viés induz uma orientação de magnetização preferencial no ímã, degradando significativamente seu desempenho em qualquer outra orientação. Portanto, os ímãs de ferrite estão disponíveis em graus direcionais (anisotrópicos) e não direcionais (isotrópicos). Devido às suas propriedades magnéticas mais baixas, graus isotrópicos de ferrita são normalmente usados onde padrões complexos de magnetização são necessários e a polarização no processo seria de custo proibitivo.
Os ímãs de ferrite são propensos à desmagnetização quando expostos a temperaturas extremas, são os menos estáveis termicamente de todas as famílias magnéticas, mas podem ser usados em ambientes de até 300°C (570°F). Alguns graus têm melhor resistência a altas e baixas temperaturas, mas existem vários fatores que determinam o desempenho de um ímã de neodímio. As geometrias magnéticas que usam backplates, yokes ou estruturas de caminho de retorno responderão melhor às mudanças de temperatura. Assim como a maioria das cerâmicas, os ímãs de ferrite não devem ser aquecidos ou resfriados a mais de 100°C por hora.
Os ímãs de ferrite são muito resistentes à corrosão e os revestimentos podem ser aplicados por razões estéticas ou para reduzir o pó fino de ferrite associado aos ímãs de ferrite.
O material do ímã de ferrite é muito duro e quebradiço, e a dureza Mohs média do material é 7, o que não é adequado para máquinas-ferramentas e ferramentas de corte tradicionais. Ferramentas diamantadas e alguns abrasivos são os métodos convencionais de fabricação dessa liga magnética. A maioria dos materiais magnéticos é processada no estado não magnetizado. Uma vez concluídas as operações de fabricação e limpeza, os ímãs são magnetizados até a saturação.
Os ímãs de ferrite são bastante fáceis de magnetizar, exigindo apenas um campo de magnetização razoável. Eles são frequentemente usados com componentes de aço macio, como carcaças de motores ou placas traseiras, e muitas vezes é necessário magnetizar um ímã de ferrite montado nesse componente.
Os ímãs de ferrite são inerentemente frágeis e são especialmente propensos a rachaduras quando a aplicação envolve choque ou flexão. Como todos os materiais magnéticos, as ferritas não devem ser usadas como elementos estruturais em projetos.
Os ímãs de ferrite são feitos pela calcinação de uma mistura de óxido de ferro e carbonato de estrôncio para formar óxidos metálicos. Uma operação de moagem em vários estágios reduz o material calcinado a um pequeno tamanho de partícula. É compactado em um molde por um dos dois métodos. pó. No primeiro método, os pós são compactados a seco para formar ímãs isotrópicos com propriedades magnéticas mais fracas, mas com melhores tolerâncias dimensionais. Normalmente, os ímãs prensados a seco não requerem moagem fina. No segundo método, o pó é misturado com água para formar uma pasta. Na presença de um campo magnético, a pasta é compactada no molde. Um campo magnético aplicado produz um ímã anisotrópico que exibe excelentes propriedades magnéticas, mas geralmente requer retificação de acabamento.
A parte compactada, que está próxima da geometria acabada, é sinterizada em alta temperatura para alcançar a fusão final das partículas individuais, e a conformação final é alcançada por abrasivos de diamante. Normalmente, as faces polares dos ímãs de ferrite são retificadas e as superfícies restantes assumem"tal como sinterizado"tolerâncias e propriedades físicas.