Caractéristiques des ferrites

Les oxydes métalliques sont communément appelés ferrites. Ce sont des matériaux polycristallins, frittés, à haute résistivité électrique. De nature électromagnétique, durs et cassants. Les ferrites conviennent parfaitement aux applications haute fréquence et servent principalement à fabriquer des noyaux magnétiques. La plupart contiennent 50 % d'oxyde de fer, le reste étant des oxydes de manganèse, nickel, zinc. Leurs performances dépendent de leur composition et du procédé de fabrication.

Caractéristiques magnétiques

• Le magnétisme des ferrites est la ferrimagnétisme, différent du ferromagnétisme (fer pur). En ferromagnétisme, les spins d'électrons s'alignent dans une même direction. En ferrimagnétisme, plusieurs types de sites cristallins existent : les spins s'opposent, certains s'annulent. L'annulation incomplète crée une forte polarisation nette.

Pertes

• Tout matériau magnétique a des pertes. La principale : courants de Foucault (eddy currents). Les pertes dans le noyau augmentent exponentiellement avec la fréquence. Les fabricants ont réduit ces pertes de ~50 % par diverses techniques. Les autres pertes sont exploitées : en conception de filtres, le bruit haute fréquence est atténué par les caractéristiques pertes des ferrites.

Haute perméabilité

• La perméabilité = aptitude à conduire le flux magnétique relative à l'air (densité de flux / force magnétisante). Sous forte force magnétisante, la perméabilité des ferrites augmente vite. Une fois saturé, l'augmentation de force n'affecte plus la densité de flux, perméabilité = 1. Perméabilité max ~ 2000 gauss.

Pertes par courants de Foucault

• Dans un champ magnétique, les particules magnétiques s'alignent. Dans un matériau conducteur, un champ variable crée des courants internes (courants de Foucault). Ils augmentent quand la résistivité baisse. Les ferrites ont une haute résistivité, donc faibles pertes par courants de Foucault. D'où leur aptitude aux hautes fréquences.