In het uitgestrekte landschap van moderne technologie en industrie spelen magnetische materialen een onmisbare rol. Van koelkastmagneten tot complexe industriële motoren, deze materialen vormen de ruggengraat van talloze apparaten en systemen. Onder de verschillende magnetische materialen vallen keramische magneten - ook wel ferrietmagneten genoemd - op als een kosteneffectieve en veelzijdige oplossing.

Keramische magneten zijn, zoals de naam al zegt, magnetische materialen met een keramische basis. Preciezer gezegd, het zijn ferrietmagneten die voornamelijk bestaan uit ijzeroxide (Fe₂O₃) in combinatie met andere metaaloxiden zoals strontium (Sr), barium (Ba) of mangaan (Mn).

Ferrieten vertonen twee belangrijkste kristalstructuren:

• Spinel-type ferrieten: Gekenmerkt door kubische kristalsystemen met de chemische formule AB₂O₄, waarbij A en B respectievelijk twee- en driewaardige metaalionen vertegenwoordigen. Deze ferrieten vertonen een hoge magnetische permeabiliteit en een lage coerciviteit, waardoor ze geschikt zijn voor hoogfrequente toepassingen.
• Hexagonale ferrieten: Met hexagonale kristalsystemen met de chemische formule MFe₁₂O₁₉, waarbij M tweewaardige metaalionen vertegenwoordigt. Deze vertonen een hoge coerciviteit en een aanzienlijk magnetisch energieproduct, ideaal voor permanente magneettoepassingen.

De productie van keramische magneten omvat zes belangrijke stappen:

1. Grondstof mengen
2. Voor-sinteren
3. Verpulveren
4. Vormen
5. Sinteren
6. Magnetiseren

Vergeleken met andere permanente magneetmaterialen bieden keramische magneten duidelijke voordelen:

• Economische haalbaarheid: Aanzienlijk lagere productiekosten in vergelijking met neodymium-, alnico- of samarium-kobaltmagneten.
• Demagnetisatiebestendigheid: Uitzonderlijk vermogen om magnetische eigenschappen te behouden onder ongunstige omstandigheden dankzij een hoge coerciviteit.
• Corrosiebestendigheid: Intrinsieke stabiliteit tegen chemische degradatie elimineert de noodzaak van beschermende coatings.
• Productieflexibiliteit: Aanpasbaar aan verschillende vormen en maten door middel van eenvoudige productieprocessen.

Het Y-grade classificatiesysteem duidt de prestatieniveaus van keramische magneten aan, waarbij hogere getallen sterkere magnetische velden aangeven. De huidige markt biedt 27 verschillende Y-grade classificaties.

Y-grades worden gecategoriseerd op basis van hun (BH)max-waarden:

Het kiezen van de juiste Y-grade vereist overweging van meerdere factoren:

• Magnetische veldsterkte: Hogere veldvereisten vereisen grades met grotere (BH)max-waarden.
• Bedrijfstemperatuur: Grades met een hogere coerciviteit (bijv. Y30BH, Y32H) presteren beter bij verhoogde temperaturen.
• Fysieke afmetingen: Kleinere magneten kunnen hogere grades vereisen om voldoende veldsterkte te bereiken.
• Economische factoren: Evenwicht tussen prestatie-eisen en budgetbeperkingen.
• Omgevingsomstandigheden: Standaard grades zijn doorgaans voldoende voor de meeste omgevingen.

Keramische magneten dienen diverse sectoren door middel van verschillende implementaties:

• Elektromechanische systemen: DC/AC-motoren, stappenmotoren
• Akoestische apparaten: Luidsprekers en audio-apparatuur
• Sensortechnologieën: Hall-effectsensoren, naderingsdetectoren
• Beveiligingssystemen: Magnetische vergrendelingsmechanismen
• Gezondheidszorgapparatuur: MRI-scanners
• Automotive componenten: ABS-sensoren, brandstofpompen
• Consumentenproducten: Educatief speelgoed, huishoudelijke artikelen

Belangrijke specificaties voor keramische magneten zijn onder meer:

• Coerciviteit (Hc): Weerstand tegen demagnetisatie (gemeten in Oe of kA/m)
• Intrinsieke coerciviteit (Hci): Complete demagnetisatietrempel
• Maximaal energieproduct (BH)max: Magnetische energiedichtheid (MGOe)
• Remanentie (Br): Residuele magnetische inductie (G of T)
• Curie-temperatuur (Tc): Thermisch demagnetisatiepunt (°C)

Voor technische vergelijking:

• 1 kG = 1000 G (magnetische fluxdichtheid)
• 1 T = 10.000 G
• 1 kA/m = 12.56 Oe (magnetische veldsterkte)
• 1 MGOe = eenheid voor magnetische energiedichtheid
• 1 kJ/m³ = 1000 J (energiemeting)

Keramische magneten blijven evolueren met technologische vooruitgang en vinden nieuwe toepassingen in:

• Elektrische voertuigaandrijfsystemen
• Slimme domotica-apparaten
• Internet of Things (IoT) sensornetwerken

Door voortdurende verbeteringen in prestaties en kostenefficiëntie blijven keramische magneten een fundamentele component in de moderne technologische ontwikkeling.