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I MATERIALI MAGNETICI. Requisiti richiesti. elevato valore dell’ induzione di saturazione ; elevato valore della permeabilità magnetica, per ridurre la corrente magnetizzante; piccolo valore della cifra di perdita, per limitare le perdite di potenza; buona malleabilità e tranciabilità;
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Requisiti richiesti • elevato valore dell’induzionedisaturazione; • elevato valore della permeabilità magnetica, per ridurre la corrente magnetizzante; • piccolo valore della cifra di perdita, per limitare le perdite di potenza; • buona malleabilità e tranciabilità; • bassa perdita specifica in alta frequenza.
Ferro e lega ferro-carbonio o acciaio magnetico Il ferro puro è fragile e poco lavorabile, e viene quindi legato con il carbonio in piccolissima percentuale (0,06 - 1%). La lega ha però caratteristiche magnetiche peggiori rispetto al ferro puro (minore permeabilità e aumento delle perdite). I nuclei magnetici in Fe-C si distinguono in massicci (a pezzo intero) e laminati.
Lega ferro-carbonio-silicio Nella costruzione di nuclei magnetici industriali è la più usata, e con l’aggiunta del silicio si ha: • maggior carico di rottura a trazione; • maggiore fragilità che lo rende poco lavorabile; • diminuzione delle perdite per isteresi e correnti parassite; • diminuzione della cifra di perdita; • aumento della permeabilità iniziale.
Lamiere semilegate, legate e extralegate In base al tenore di silicio le lamiere magnetiche si distinguono in: • lamiere semilegate, (1% - 1,5% di silicio); • lamiere legate (2 - 2,5% di silicio); • lamiere extralegate (fino al 4,5% di silicio).
Classi di distinzione delle lamiere magnetiche I lamierini magnetici, in base all’impiego a cui sono destinati, vengono distinti in 4 classi: • classe D: per macchine a corrente continua, macchine rotanti e piccoli trasformatori e induttori; • classe A: per alternatori e macchine rotanti di media e grande potenza; • classe T: per trasformatori di potenza; • classe P: per parti in cui non si hanno forti variazioni di flusso.
Lamiere a cristalli orientati Per produrle si sfrutta il fenomeno dell’anisotropia magnetica, con la quale i cristalli della cella cubica cristallina del ferro si magnetizzano più facilmente. Per ottenere una direzione preferenziale di magnetizzazione si orientano i cristalli in quella data direzione, tramite laminazione a freddo e ricottura in atmosfera di idrogeno.
Leghe ferro-nichel Aggiungendo nichel si hanno materiali magnetici ad alta permeabilità iniziale, come: • Megaperm 4510 (con manganese); • Permalloy A; • 4-79 Permalloy (con molibdeno). • Perminvar (con cobalto, avente magnetizzazione lineare nel campo di lavoro)
Materiali magnetici sinterizzati Si ottengono tramite un processo chiamato metallurgia delle polveri. Caratteristiche: permeabilità costante, alta resistività elettrica, bassa cifra di perdita.
Metallurgia delle polveri (fasi) • preparazione delle polveri; • pressatura in stampi; • sinterizzazione per trasformare le polveri in un unico corpo solido.
Ferriti Sono materiali ceramici ottenuti per sinterizzazione. Caratteristiche: buone proprietà magnetiche, alta resistività e basse perdite.
Tipi di ferriti • ferriti dolci (o ferroxcube), facilmente smagnetizzabili; • ferriti dure (o ferroxdure), difficilmente smagnetizzabili e adatte per la costruzione di magneti permanenti; • ferriti granato (o garnet), per le altissime frequenze.
Materiali per magneti permanenti • leghe di ferro dette Alnico, con alluminio, nichel e cobalto: se raffreddate migliorano le loro caratteristiche; • leghe a base di cobalto e terre rare (Vacomax), costose ma con ottime prestazioni • ferriti dure.
