Анализ технологий получения ферритовых материалов
Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j
Рубрика: Основной раздел
Статья в выпуске: 2 (56), 2020 года.
Бесплатный доступ
Проведен анализ следующих технологий получения ферритовых материалов: соосаждение из раствора, соосаждение из расплава, кристаллизация из стекла, криохимическая. Выделены наиболее значимые критерии при подборе технологии получения ферритовых материалов: температура ферритизации, время ферритизации, однофазность материала, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, размер, состояние порошка, тип сушки.
Похожие статьи в разделе Физическая химия
Короткий адрес: https://sciup.org/140275212
IDS: 140275212 | УДК: 544.226;
Analysis of technologies for obtaining ferrite materials
The analysis of the following technologies for obtaining ferrite materials: co-precipitation from solution, co-precipitation from melt, crystallization from glass, cryochemical. The most important criteria in the selection of technology for ferrite materials: temperature ferritization time ferritization, odnofaznogo material, saturation magnetization, coercivity, size, condition of powder, type of drying.
Текст научной статьи Анализ технологий получения ферритовых материалов
Разнообразие и уникальность свойств нано-частиц ферритовых материалов зависит от их состава, размера частиц, технологии получения, магнитных характеристик, времени и температуры ферритизации. Выбор технологии получения ферритовых материалов зависит от различных параметров. Используя разные технологии, получают ферритовые порошки с разными выходными характеристиками. Систематизировав параметры получения ферритовых материалов, можно выделить следующие технологии:
металлокерамическая, соосаждение из раствора, соосаждение из расплава, кристаллизация из стекла, криохимическая [1].
При изготовлении ферритовой керамики в качестве исходного сырья наиболее часто используют окислы соответствующих металлов. Однако при получении материалов с заданными магнитными свойствами предъявляются более жесткие требования к исходному сырью в отношении его химической чистоты, степени дисперсности и химической активности [2]. За счет процесса рекристаллизации материал приобретает определенную зернистую структуру, которая существенно влияет на магнитные свойства керамики [3].
Согласно способу соосаждения из раствора, смешение исходных компонентов происходит в системе воднорастворимых солей железа и бария (хлориды, нитраты и др.), но для синтеза сложных составов замещенных ферритов он мало приемлем из-за различия в скорости осаждения исходных компонентов, что приводит к изменению физико-химических условий протекания процессов во времени [3].
Метод соосаждения из расплава включает в себя подготовку сырья, приготовление шихты из ферритообразующих и флюсовых компонентов. Относительно низкая температура термообработки шихты свидетельствует о том, что реакция ферритообразования в данном случае происходит в твердой фазе [5]. Это затрудняет разрастание отдельных кристаллитов, что является недостатком метода [4].
В соответствии с методом кристаллизации из стекла смесь исходных ферритовых и стеклообразующих компонентов (B2O3 либо BaO + B2O3) расплавляют в Pt-Rh-тигле при температуре, превышающей 1300 °C. Отличительная особенность получаемого продукта – высокая дисперсность частиц и узкое распределение их по размерам [6].
Криохимическая технология. С целью ограничения роста размера частиц температура отжига будет поддерживаться равной 900 °C, что является предельно низким значением, обеспечивающим полную ферритизацию состава [3].
Сравнительный анализ результатов, полученных при использовании различных технологий, показал, что некоторые из них не позволяют получать материалы, обладающие свойствами соответствующим размером частиц, близким к критическому.
Наиболее значимыми критериями при подборе технологии получения ферритовых материалов являются: температура ферритизации, время ферритизации, однофазность материала, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, размер, состояние порошка, тип сушки.
Более детальные результаты анализа технологий получения ферритовых материалов можно представить в таблице 1.
Таблица 1. Описание физических характеристик исходного вещества для получения ферритовых материалов.
|
Технология получения материала |
Темперт атура феррити зации, оС |
Время феррит изации мин, ч |
Одноф азност ь матери ала |
Намагн иченно сть насыщ ения Гс/см3 |
Коэрц итивн ая сила, Э |
Разм ер, нМ |
Состоя ние порош ка |
Тип сушки |
|
Криохимичес кая |
600-700 |
0,06-0,1 |
0-60 |
0 |
0 |
0,01 -0,3 |
Криогр анулят |
Субли мацион ная |
|
Криохимичес кая |
700-800 |
0,06-0,1 |
60-70 |
0 |
0 |
0,03 -0,7 |
Криогр анулят |
Субли мацион ная |
|
Криохимичес кая |
800-900 |
0,06-0,1 |
70-80 |
0 |
0 |
0,07 -0,1 |
Криогр анулят |
Субли мацион ная |
|
Криохимичес кая |
900 1000 |
0,06-0,1 |
80-90 |
0 |
0 |
0,1 0,15 |
Криогр анулят |
Субли мацион ная |
|
Криохимичес кая |
10001100 |
0,06-0,1 |
90-100 |
70-72 |
5450 5500 |
0,15 0,25 |
Криогр анулят |
Субли мацион ная |
|
Криохимичес кая |
11001200 |
0,06-0,1 |
95-100 |
70-72 |
5450 5500 |
0,25 -0,3 |
Криогр анулят |
Субли мацион ная |
|
Соосаждение из раствора |
900 1200 |
1-10 |
95-100 |
60-65 |
5200 5325 |
0,05 -0,5 |
рыхлы й |
Распыл ительн ая |
|
Соосаждение из расплава |
12501400 |
1-10 |
95-100 |
70-72 |
49745074 |
0,25 -0,5 |
подпла вленны й |
отсутст вует |
|
Кристаллизац ия из стекла |
10001200 |
0,5-8 |
95-100 |
69-70 |
5350 5450 |
0,01 -0,1 |
прессо ванный |
отсутст вует |
|
Водоэмульсио нная технология |
900 1000 |
6-12 |
95-100 |
60-61 |
5039 5139 |
0,01 -0,1 |
рыхлы й |
распыл ительн ая |
Таким образом, были исследованы основные технологии получения ферритовых материалов. Составлена таблица с описанием физических характеристик для получения ферритовых материалов при помощи различных технологий.
Список литературы Анализ технологий получения ферритовых материалов
- Кузьмичева, Т.Г. Получение и исследование высокодисперсных ферритовых порошков для создания биосовместимой подмагничивающей среды, Труды XIV Международной конференции "Электроиеханика, Электротехнологии, Электрические материалы и Компоненты" (МКЭЭЭ-2012) 23-29 сентября 2012, Крым, Алушта. С.8-10.
- Кузьмичева, Т.Г. Синтез высокодисперсного гексаферрита кальция и исследование его структурных и магнитных параметров, Физикохимия поверхности и защита материалов. 2011, Т.47, №5, с.534-540.
- Кузьмичева, Т.Г. Магнитные свойства нанодисперсных ферритовых порошков с криохимической предысторией/ К.А. Мозуль, Л.П. Ольховик, Е.В. Шуринова, С.В. Блажевич, С.В. Черников, А.С. Камзин,// ФТТ, 2011, Т.53, № 11, с. 2169-2174.
- Кузьмичева, Т.Г. О системе нанокристаллов феррита бария как о модельном объекте./ Ольховик Л.П.,Голубенко З.В., Сизова З.И.,//Межвуз.сб. "Вестник Харьковского национального универститета им. В.Н. Каразина. Серия Физика".- Харьков: Изд. ХГУ, 2001. - №516.-вып. 5.- С. 77-80.
- Ольховик, Л.П. Исследование процесса образования микрокристаллических порошков феррита бария с криохимической предысторией /Л.П. Ольховик, Н.М. Борисова, Т.Г. Кузьмичева, В.П. Шабатин // Функциональные материалы. - 1996. - Т. З, № 1. - С.84 - 87.
- Кузьмичева, Т.Г. Ферритовые микрокристаллы для записывающей среды // Научные ведомости, 2004, т.1, №1.
