A permeabilidade inicial μi é um parâmetro fundamental dos materiais de ferrite macia. Em equipamentos de comunicação, a maioria dos transformadores eletrônicos opera em baixas densidades de fluxo, onde a permeabilidade do material desempenha um papel crucial. Quando o material tem alta permeabilidade, um número menor de espiras na bobina pode atingir a indutância necessária, reduzindo efetivamente a resistência DC da bobina e as perdas associadas. Isso significa que, para uma determinada perda, o uso de materiais de alta permeabilidade pode reduzir significativamente o tamanho do transformador. Portanto, os requisitos de desempenho para materiais de alto μi são: maximizar os valores de μi e a temperatura de Curie Tc, minimizar o coeficiente de perda tanδ/μi e o coeficiente de temperatura, e garantir que a densidade de fluxo de saturação Bs seja tipicamente 0,32~0,42T. A curva μi-f deve permanecer plana em uma ampla faixa de frequência.

Por que existe uma diferença tão grande entre as temperaturas de Curie dos dois?1. Diferenças de componentes

Embora ambos consistam principalmente de ferrite de manganês-zinco (MnO-ZnO-Fe₂O₃), suas composições específicas diferem. Núcleos de potência normalmente contêm uma maior quantidade de óxido de ferro (Fe₂O₃) e quantidades moderadas de óxido de zinco (ZnO) e óxido de manganês (MnO). Essa composição ajuda a formar uma estrutura cristalina estável, mantendo a organização ordenada dos domínios magnéticos em temperaturas mais altas, aumentando assim a temperatura de Curie. Para obter alta permeabilidade, os núcleos de alta permeabilidade ajustam suas relações de composição, como aumentando o conteúdo relativo de óxido de manganês, o que pode reduzir a temperatura de Curie do material em certa medida.

Alguns núcleos de potência de manganês-zinco de alto desempenho também adicionam uma pequena quantidade de outros elementos, como cobalto (Co), níquel (Ni), etc., que podem melhorar ainda mais a estabilidade da estrutura cristalina e melhorar a temperatura de Curie. No entanto, os núcleos de alta permeabilidade geralmente adicionam menos desses elementos que ajudam a melhorar a temperatura de Curie, ou a quantidade de adição é diferente.

A figura mostra o núcleo espelho de alta permeabilidade RM10

Segundo, a microestrutura é diferente

No processo de preparação do núcleo magnético de potência, o tamanho do grão é grande e o limite do grão é claro após o processo de sinterização específico. Essa microestrutura torna relativamente difícil para a parede do domínio magnético se mover, e o movimento térmico precisa de maior energia para destruir a organização ordenada do domínio magnético, então a temperatura de Curie é alta.

Para obter alta permeabilidade magnética, a microestrutura do núcleo normalmente apresenta tamanhos de grão menores e uma estrutura de limite de grão relativamente complexa. Tamanhos de grão menores significam que há mais e mais paredes de domínio magnético móveis. Em temperaturas mais baixas, o movimento térmico pode interromper significativamente a organização ordenada dos domínios magnéticos, tornando-os mais propensos à desintegração, diminuindo assim a temperatura de Curie.

Três. Requisitos de desempenho e orientação de design

O núcleo magnético de potência é usado principalmente em conversão de energia e outros campos. Ele precisa manter boas propriedades magnéticas em alta temperatura para suportar alta potência e corrente. Portanto, a temperatura de Curie deve ser melhorada no projeto e preparação do material para atender aos requisitos da aplicação prática.

Os núcleos de alta permeabilidade são usados ​​principalmente em aplicações que exigem alta permeabilidade, como processamento e filtragem de sinais. Nessas aplicações, a temperatura de operação é tipicamente relativamente baixa, e o requisito para uma temperatura de Curie é menos rigoroso em comparação com os núcleos de potência. Para atingir esse desempenho crítico de alta permeabilidade, o projeto do material envolve compensações, resultando em uma temperatura de Curie relativamente mais baixa.