1. 페라이트 자석은 철의 산화물을 포함한 결정체의 모임으로 생긴 자성재료의 일종으로, Hard, Soft 의 2개 그룹으로 나뉜다. 주로 영구자석인 Hard 타입을 사용한다.
산화철을 주원료로 하여, 바륨 카보나이트나 스트론튬 카보나이트등을 12% 정도 투입, 굳게해서 만든 화합물로서 구워서 굳인후 1mic 정도의 입자로 분쇄한 것을 성형하여 소결하는 제품이다. 소결후 소비자의 요구에 따라 착자하여 영구자석이 된다. 비교적 강한자성을 가지면서도 저렴하여 다양한 용도에 사용된다. 특성을 향상 시키기 위해 란탄과 코발트를 투입하여 고특성용(주로 자동차 전장의 모터용) 으로 제조한다.
앞으로 자동차 시장은 전기차와 자율주행차로 변경됨에 따라 내부의 편의시설이 많아지게 되고, 편의 시설에는 고효율, 고성능의 모터가 사용될 가능성이 높다.
경질자성을 나타내는 강한자성을 가진 영구자석이며, 세라믹 자석이라고 불린다.
2. 제조방식
(1) 습식 : 60:40 비율로 원료와 H2O로 혼합
(2) 건식 : Powder가 건조한 상태
3. 방향성
(1) 이방성(Anisotropic) : 성형시에 자화 방향쪽으로 자장코일이 상하로 금형에 감겨있어, 자구의 방향을 일정하게 한다. 성형시 자장중에서 강한 전류로 가압하므로서, 자화 방향이 공정중에서 결정된다.
(2) 등방성(Isotropic) : 성형시에 자장을 걸어주지 않는다. 성형시에 자장을 걸지 않고 작업하므로, 착자시에 원하는 방향으로 자력을 넣을수 있으나 이방성 자석보다 자력이 현저히 약하다.
(3) 차이점 : 등방성은 착자방향을 어느 방향으로 할 수 있지만 이방성은 이미 배열된 자구 방향으로만 착자, 에너지적(BHmax) 는 이방성에 비해 등방성이 1/2 ~ 1/3배 정도 약하다. 가격은 상대적으로 등방성이 저렴하여 여러곳에 사용된다.
4. 제조공정
(1) 등방성(건식) : 원자재가 입하되면, Ba-Powder를 제품에 맞게 분쇄를 한다음, 접착제(Binder)를 첨가, 조립 한다. 이 상태를 Granule Type 이라 한다. 금형에 투입하여 성형, 소결 한다.
(2) 이방성
1) 바륨 타입 : 일반 이방성(건식, 습식)
2) 스트론튬 타입 : 습식만 있음, 현재는 바륨과 스트론튬 혼합 타입이나 스트론튬만 사용하는 추세임
3) 스트론튬만 선호하는 것은 바륨 타입보다 특성의 개발이 쉽고 특히 저온에서의 감자특성이 우월함. 습식과 건식의 차이는 동일하나 습식공법은 원료와 물의 혼합비율을 60:40으로 하나 요즘은 Rotary Filter를 사용해서 이 Slurry의 농도를 짙게해서 성형을 하게 된다. 이렇게 나온 제품은 10% 내외의 수분을 함유하고 있으므로 이를 자연건조나 강제 건조법으로 해서, 수분의 함유량을 4% 이하로 내리고, 소결로에 투입해 1,340도 부근에서 소결하여 가공한다. 근래 페라이트 자석에서 가장 강한 자석은 란탄 코발트를 투입한 스트론튬 습식 이방성 자석이다. 잔류자속밀도(Br)은 0.4-0.48 테슬라(4,000 - 4,800 Gauss), 보자력(Hcj) 300-400kA/m (3,700-5,000 Oested)가 나온다.
4) RRM(Radical Ring Magnet) : 이는 건식공법으로 성형중에 자장의 방향을 상하로 걸어준데 반해 내부에 제품을 향해 같은극의 자장을 걸어 자구의 방향이 내경에 외경으로 나간다.
5) 다극(Multipole Magnet) : 자장시에 외경에만 자장코일을 다극으로 걸어준다.
5. 용도, 특징
저렴하고 강력한 자력이 요구되지 않아 많은 용도로 사용된다. 모터용 자석으로 가장 일반적이고, 자동차에 들어가는 각종 모터에 사용되며, 세탁기 세탁조에도 BLDC모터를 사용하며, 그 외에 스피커등 용도는 다양하다. ND네오디뮴 자석의 가격 급등으로 페라이트자석으로 전환 되고 있는 실정이다.
(1) 보자력이 높아, 감자가 어렵다. (알리코자석 대비)
(2) 저온에서 감자가 잘 일어난다.
(3) 경도는 비교적 높아 잘 깨진다.
(4) 세라믹이므로 약품에 강하고, 잘 녹슬지 않는다.
(5) 굽기전에는 분말의 방향이 자유로운 형태로 있다.
(6) 큐리온도는 약 460도 이다.
6. 세그먼트 타입
(1) C type 이나 ARC type 이라고도 한다.
(2) 비교적 낮은 전류자속밀도와 높은 보자력을 나타낸다.
(3) 높은 보자력과 함께, 낮은 Recoil 투자율 특성은 반자계에 대해서 비교적 높은 저항력을 가지게 한다.
(4) 낮은 밀도와 경제적인 가격으로 인해 자기회로 설계시 큰 장정이 된다.
(5) 분말야금법으로 제조하기 힘든 복잡한 형상은 제품제조는 불가능하다는 것과 온도에 따른 특성변화 문제등