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;
• 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.