磁性質與光學性質

鐵氧體/肥粒磁體(ferrite)

鐵氧體是用類似鐵鏽的陶瓷、而非金屬做成的磁鐵。化學上它們是氧化鐵化合物,能給你真實、拿得住的磁性——黑色的冰箱磁鐵、手機充電器裡的鐵芯——卻不必用到昂貴的金屬鐵、鈷或鎳。它們的磁性來自亞鐵磁性,即兩個次晶格上磁矩的不對等拔河排列。

有兩大族。軟磁鐵氧體是立方晶的尖晶石結構,化學式為 MFe2O4,其中 M 是錳、鋅或鎳等金屬;它們容易磁化與去磁,用作鐵芯。硬磁鐵氧體是六方晶,例如鋇鐵氧體 BaFe12O19,能牢牢保持磁性,做成便宜的永久磁鐵。因為鐵氧體是氧化物,屬於電絕緣體,這正是它的殺手級特點:在交流磁場中,金屬鐵芯會因感應渦電流發熱而浪費能量,但絕緣的鐵氧體幾乎不會,因此能在數百萬赫茲到數十億赫茲的頻率下維持高效率。

這就是為什麼鐵氧體在電子產品中無所不在:高頻變壓器與電感的鐵芯、夾在纜線上消除干擾的磁珠、AM 收音機的天線棒,以及舊式磁性儲存的讀取頭與記錄層。取捨很誠實:鐵氧體是陶瓷,所以脆,且飽和磁化強度低於實心鐵。當你需要低頻下盡可能最強的磁場時,還是選鐵;當你要高頻效率,或一塊便宜的永久磁鐵時,就選鐵氧體。

交換式電源供應器中的軟磁錳鋅鐵氧體鐵芯,能在 100 kHz 傳遞磁通,而不會有把實心鐵芯燒熱的渦電流損耗。

身為絕緣氧化物,鐵氧體在金屬鐵芯過熱之處仍保持高效。

不要把這種陶瓷鐵氧體與同樣叫「肥粒鐵(ferrite)」的鐵碳相搞混,兩者只是名字相同。陶瓷是氧化物亞鐵磁體,冶金上的肥粒鐵則是鋼中的 BCC 鐵。

又称
ceramic magnetmagnetic ceramic陶瓷磁體