La permeabilidad inicial μi es un parámetro fundamental de los materiales de ferrita blanda. En los equipos de comunicación, la mayoría de los transformadores electrónicos operan a bajas densidades de flujo, donde la permeabilidad del material juega un papel crucial. Cuando el material tiene una alta permeabilidad, un menor número de espiras en la bobina puede lograr la inductancia requerida, reduciendo efectivamente la resistencia DC de la bobina y las pérdidas asociadas. Esto significa que, para una pérdida dada, el uso de materiales de alta permeabilidad puede reducir significativamente el tamaño del transformador. Por lo tanto, los requisitos de rendimiento para los materiales de alta μi son: maximizar los valores de μi y la temperatura de Curie Tc, minimizar el coeficiente de pérdida tanδ/μi y el coeficiente de temperatura, y asegurar que la densidad de flujo de saturación Bs sea típicamente 0.32~0.42T. La curva μi-f debe permanecer plana en un amplio rango de frecuencias.

¿Por qué hay una diferencia tan grande entre las temperaturas de Curie de los dos?1. Diferencias en los componentes

Aunque ambos consisten principalmente en ferrita de manganeso-zinc (MnO-ZnO-Fe₂O₃), sus composiciones específicas difieren. Los núcleos de potencia típicamente contienen una mayor cantidad de óxido de hierro (Fe₂O₃) y cantidades moderadas de óxido de zinc (ZnO) y óxido de manganeso (MnO). Esta composición ayuda a formar una estructura cristalina estable, manteniendo la disposición ordenada de los dominios magnéticos a temperaturas más altas, aumentando así la temperatura de Curie. Para lograr una alta permeabilidad, los núcleos de alta permeabilidad ajustan sus relaciones de composición, como por ejemplo, aumentando el contenido relativo de óxido de manganeso, lo que puede reducir la temperatura de Curie del material hasta cierto punto.

Algunos núcleos de potencia de manganeso-zinc de alto rendimiento también añaden una pequeña cantidad de otros elementos, como cobalto (Co), níquel (Ni), etc., que pueden mejorar aún más la estabilidad de la estructura cristalina y mejorar la temperatura de Curie. Sin embargo, los núcleos de alta permeabilidad generalmente añaden menos de estos elementos que ayudan a mejorar la temperatura de Curie, o la cantidad de adición es diferente.

La figura muestra el núcleo espejo de alta permeabilidad RM10

Segundo, la microestructura es diferente

En el proceso de preparación del núcleo magnético de potencia, el tamaño del grano es grande y el límite del grano es claro después del proceso de sinterización específico. Esta microestructura dificulta relativamente el movimiento de la pared del dominio magnético, y el movimiento térmico necesita mayor energía para destruir la disposición ordenada del dominio magnético, por lo que la temperatura de Curie es alta.

Para lograr una alta permeabilidad magnética, la microestructura del núcleo típicamente presenta tamaños de grano más pequeños y una estructura de límite de grano relativamente compleja. Los tamaños de grano más pequeños significan que hay más y más paredes de dominio magnético móviles. A temperaturas más bajas, el movimiento térmico puede interrumpir significativamente la disposición ordenada de los dominios magnéticos, haciéndolos más propensos a la desintegración, lo que reduce la temperatura de Curie.

Tres. Requisitos de rendimiento y orientación del diseño

El núcleo magnético de potencia se utiliza principalmente en la conversión de energía y otros campos. Necesita mantener buenas propiedades magnéticas a alta temperatura para soportar gran potencia y corriente. Por lo tanto, la temperatura de Curie debe mejorarse en el diseño y la preparación del material para cumplir con los requisitos de la aplicación práctica.

Los núcleos de alta permeabilidad se utilizan principalmente en aplicaciones que requieren alta permeabilidad, como el procesamiento de señales y el filtrado. En estas aplicaciones, la temperatura de funcionamiento es típicamente relativamente baja, y el requisito de una temperatura de Curie es menos estricto en comparación con los núcleos de potencia. Para lograr este rendimiento crítico de alta permeabilidad, el diseño del material implica compensaciones, lo que resulta en una temperatura de Curie relativamente más baja.