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.