CC BY
9
УДК 544.226; 544. 016
Кузьмичева Т.Г., к.ф.-м.н.
доцент
кафедра «Прикладной информатики и информационных технологий» Белгородский государственный национальный исследовательский университет Россия, г. Белгород АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Аннотация: 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.
Ключевые слова: ферритовые материалы, технология получения, соосаждение из раствора, соосаждение из расплава, кристаллизация из стекла, криохимическая технология.
Kuzmicheva T.G., candidate of physical and mathematical Sciences associate Professor associate Professor of "Applied Informatics and information technologies», Belgorod state national research University
Russia, Belgorod ANALYSIS OF TECHNOLOGIES FOR OBTAINING FERRITE
MATERIALS
Abstract: 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.
Keywords: ferrite materials, production technology, co-precipitation from solution, co-precipitation from melt, crystallization from glass, cryochemical technology.
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 (В203 либо ВаО + В203) расплавляют в Р^ЯИ-тигле при температуре, превышающей 1300 °С. 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 °С, 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 9001000 0,06-0,1 80-90 0 0 0,10,15 Криогр анулят Субли мацион ная
Криохимичес кая 10001100 0,06-0,1 90-100 70-72 54505500 0,15 0,25 Криогр анулят Субли мацион ная
Криохимичес кая 11001200 0,06-0,1 95-100 70-72 54505500 0,25 -0,3 Криогр анулят Субли мацион ная
Соосаждение из раствора 9001200 1-10 95-100 60-65 52005325 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 53505450 0,01 -0,1 прессо ванный отсутст вует
Водоэмульсио нная технология 9001000 6-12 95-100 60-61 50395139 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.
Использованные источники:
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Кузьмичева, Т.Г. Ферритовые микрокристаллы для записывающей среды // Научные ведомости, 2004, т.1, №1.
