Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА МАГНИТНО-МЯГКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОРОШКОВ МАРКИ ПЖРВ'

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА МАГНИТНО-МЯГКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОРОШКОВ МАРКИ ПЖРВ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
75
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАГНИТНО-МЯГКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ / ДИЭЛЕКТРИК / СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ / ПОКРЫТИЕ / СИЛИКАТ КАЛИЯ / МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЧАСТИЦ / МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Гасанов Бадрудин Гасанович, Нис Яков Зиновьевич, Михайлов Владимир Владимирович, Гетто Елена Руслановна

Показана эффективность применения в качестве электроизолирующих материалов неорганических покрытий на основе силиката калия при производстве магнитно-мягких композиционных материалов (ММКМ) из распыленных порошков железа марок ПЖРВ. Исследовано влияние химического состава, концентрации и способа введения диэлектриков на кинетику формирования покрытия на железных порошках разных марок, а также на прирост их массы, среднюю толщину покрытия, физические и технологические характеристики и особенности структурообразования межслойных границ ММКМ. Элементное картирование с использованием энергодисперсионного микроанализатора показало, что после прессования образов при давлении 600 МПа и последующего нагрева в интервале 600-700 °С изменяется толщина покрытия и протекает частичное перераспределение компонентов в диэлектрическом слое. Показано, что по своим магнитным характеристикам разработанный ММКМ отвечает современным требованиям, предъявляемым к материалам, используемым в производстве микроэлектродвигателей и других электротехнических устройств в качестве их сердечников.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Гасанов Бадрудин Гасанович, Нис Яков Зиновьевич, Михайлов Владимир Владимирович, Гетто Елена Руслановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE DIELECTRIC COATING ON THE STRUCTURE FORMATION AND PROPERTIES OF MAGNETICALLY SOFT COMPOSITE MATERIALS FROM POWDERS OF THE AIPR BRAND

The effectiveness of the use of inorganic coatings based on potassium silicate as electrical insulating materials in the production of magnetically soft composite materials (MSCM) from sprayed iron powders of the AIPR grades is shown. The influence of the chemical composition, concentration and method of introduction of dielectrics on the kinetics of coating formation on iron powders of different brands, as well as on their weight gain, average coating thickness, physical and technological characteristics and features of the structure formation of interlayer boundaries of MSCM is investigated. Elemental mapping using an energy dispersive microanalyzer showed that after pressing the images at a pressure of 600 MPa and subsequent heating in the range of 600-700 °C, the coating thickness changes and partial redistribution of components in the dielectric layer occurs. It is established that a distinctive feature of the compaction of coated iron powders is the predominance of structural deformation during pressing, since the coating.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА МАГНИТНО-МЯГКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОРОШКОВ МАРКИ ПЖРВ»

ISSN1560-3644 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН._ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2022. № 4

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

Научная статья

УДК 621.762:546.54:537.62

doi: 10.17213/1560-3644-2022-4-57-64

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА МАГНИТНО-МЯГКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПОРОШКОВ МАРКИ ПЖРВ

Б.Г. Гасанов, Я.З. Нис, В.В. Михайлов, Е.Р. Гетто

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия

Аннотация. Показана эффективность применения в качестве электроизолирующих материалов неорганических покрытий на основе силиката калия при производстве магнитно-мягких композиционных материалов (ММКМ) из распыленных порошков железа марок ПЖРВ. Исследовано влияние химического состава, концентрации и способа введения диэлектриков на кинетику формирования покрытия на железных порошках разных марок, а также на прирост их массы, среднюю толщину покрытия, физические и технологические характеристики и особенности структурообразования межслойных границ ММКМ. Элементное картирование с использованием энергодисперсионного микроанализатора показало, что после прессования образов при давлении 600 МПа и последующего нагрева в интервале 600-700 С изменяется толщина покрытия и протекает частичное перераспределение компонентов в диэлектрическом слое. Показано, что по своим магнитным характеристикам разработанный ММКМ отвечает современным требованиям, предъявляемым к материалам, используемым в производстве микроэлектродвигателей и других электротехнических устройств в качестве их сердечников.

Ключевые слова: магнитно-мягкий композиционный материал, диэлектрик, структурообразование, покрытие, силикат калия, морфология поверхности частиц, магнитные свойства

Благодарности: исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-33-90252.

Для цитирования: Гасанов Б.Г., Нис Я.З., Михайлов В.В., Гетто Е.Р. Влияние химического состава диэлектрического покрытия на структурообразование и свойства магнитно-мягких композиционных материалов из порошков марки ПЖРВ // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2022. № 4. С. 57-64. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-4-57-64

Original article

THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE DIELECTRIC COATING ON THE STRUCTURE FORMATION AND PROPERTIES OF MAGNETICALLY SOFT COMPOSITE MATERIALS FROM POWDERS OF THE AIPR BRAND

B.G. Gasanov, Yа.Z. Nis, V. V. Mikhailov, E.R. Ghetto

Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia

Abstract. The effectiveness of the use of inorganic coatings based on potassium silicate as electrical insulating materials in the production of magnetically soft composite materials (MSCM) from sprayed iron powders of the AIPR grades is shown. The influence of the chemical composition, concentration and method of introduction of dielectrics on the kinetics of coating formation on iron powders of different brands, as well as on their weight gain, average coating thickness, physical and technological characteristics and features of the structure formation of interlayer boundaries of MSCM is investigated. Elemental mapping using an energy dispersive microanalyzer showed that after pressing the images at a pressure of 600 MPa and subsequent heating in the range of 600-700 °C, the coating thickness changes and partial redistribution of components in the dielectric layer occurs. It is established that a distinctive feature of the compaction of coated iron powders is the predominance of structural deformation during pressing, since the coating.

Keywords: magnetically soft composite material, dielectric, structure formation, coating, potassium silicate, morphology of particle surface, magnetic properties

© ЮРГПУ (НПИ), 2022

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

Acknowledgments: the research was carried out with the financial support of the RFBR in the framework of scientific project No. 20-33-90252.

For citation: Gasanov B.G., Nis Ya.Z., Mikhailov V.V., Ghetto E.R. The Influence of the Chemical Composition of the Dielectric Coating on the Structure Formation and Properties of Magnetically Soft Composite Materials from Powders of the AIPR Brand. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2022; (4):57-64. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-4-57-64

Введение

При серийном производстве микроэлектродвигателей, дросселей, сердечников трансформаторов и других устройств широко применяют методы порошковой металлургии [1-4]. Поэтому весьма перспективным направлением является разработка технологии изготовления магнитопро-водов из порошков железа, покрытых тонким слоем диэлектрика [5-7]. Такие материалы называют магнитодиэлектриками или магнитно-мягкими композиционными материалами (ММКМ), которые состоят из частиц ферромагнитных материалов (порошки железа и легированных сталей), разделённых полностью или частично диэлектрическими прослойками. Методы порошковой металлургии позволяют снизить потери электротехнической стали до 60 % и исключить многие трудоемкие операции, автоматизировать технологический процесс и обеспечить требуемую точность размеров деталей, исключающую дальнейшую чистовую механическую обработку, также обеспечивают возможность расширения области применения ММКМ, в том числе производство более сложных по конфигурации магнитопроводов и сердечников, не уступающих по основным магнитным характеристиками изделиям, изготовленным из шихтованных пластин электротехнической стали [8, 9].

Как показывает анализ публикаций отечественных и зарубежных исследователей [6-9], практически отсутствуют работы, посвященные получению ММКМ из порошков железа с применением диэлектрических силикатсодержащих компонентов и изучению их магнитных, механических и технологических свойств. Кроме того, в большинстве работ за основу взяты дорогие порошки железа зарубежных производителей (например, фирма Хёгенес, Швеция). К настоящему времени изучены ММКМ с неорганическими диэлектриками на основе натриевых растворимых силикатов [8, 10]. Однако разработка ММКМ из порошков железа, производимых в Российской Федерации, весьма актуальна.

Целью работы является изучение возможности использования порошков железа марки ПЖРВ с различной насыпной плотностью в качестве ферромагнитной матрицы и исследование влияния химического состава диэлектрических покрытий на магнитные свойства ММКМ.

Методика проведения экспериментов

Для исследований использовали производимые на заводе «Северсталь» распыленные порошки железа марок ПЖРВ 2.200.26, ПЖРВ 2.200.28, ПЖРВ 2.200.30, содержащие 0,25 - 0,50 % О2 в виде оксидов железа. В качестве диэлектрических компонент в состав шихты вводили: силикат калия К28Юз в виде калиевого жидкого стекла с силикатным модулем 2,8 - 4,0 плотностью 1,25 - 1,4 г/см3; силикат натрия №20-8Ю2 (модуль 2,8) в виде щелочного раствора в воде, полученного автоклавным методом в соотношении силиката к воде в диапазоне 1:2 - 1:4; стеклоэмаль ЭСГ-21 системы 8Ю2-АЬ0з-К20-В20з; кремнеорганический лак КО-2КБ и их смеси.

При получении магнитно-мягких композиционных материалов железный порошок смешивали вручную с водным раствором силиката калия К28Юз, в сухом виде со стеклоэмалью ЭСГ-21, с кремнеорганическим лаком КО-2КБ, предварительно его высушив, а также с водным раствором силиката натрия с последующей пропиткой образца лаком КО-2КБ. Массу компонентов ММКМ определяли на аналитических весах с точностью 0,001 г. Полученную смесь сушили в муфельной печи фирмы SNOL марки E5CN при температуре 105 °С в течение 7 мин. Для измерения магнитных свойств изготавливали кольцевые образцы 32x20x5 мм. Прессовки получали на гидравлическом прессе НРМ - 60L в стальной пресс-форме. Давление прессования выбирали таким образом, чтобы пористость образцов варьировалась в пределах 12 - 26 %. Микроструктуру образцов исследовали на металлографических микроскопах <№ЕОРЕОТ-21» и на растровом электронном микроскопе. Для изучения влияния гранулометрического состава на магнитные свойства материала было взято по 500 г железного порошка всех используемых марок и комплект лабораторных сит для определения фракционного (зернового) состава по ГОСТ 27707-2007. Пропитку образцов лаком КО-2КБ проводили под разрежением (разрежение воздуха составляло 40 Па).

Прессовки спекали при г = 600, 650 и 700°С в течение 0,5 ч, медленно поднимая температуру в печи (15 град/мин) и охлаждали вместе с печью. На спеченные образцы наматывали намагничивающую (100 витков) и измерительную

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.

TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

(100 витков) обмотки. Магнитные свойства измеряли на стенде методом амперметра и вольтметра при частоте переменного тока 50 Гц (рис. 1).

1

Рис. 1. Схема для определения потерь в магнитороводе и динамических характеристик по способу амперметра и вольтметра: 1 - кольцевой образец; 2,3 - намагничивающая и измерительная обмотки / Fig. 1. Schemes for determining losses in a magnetowire and dynamic characteristics by the method of an ammeter and voltmeter: 1 - ring sample;

2, 3 - magnetizing and measuring windings

Результаты исследований и их обсуждение

На рис. 2 - 4 показано влияние химического состава диэлектрических покрытий, нанесенных на порошок железа ПЖРВ 2.200.30, на магнитную проницаемость, индукцию и удельные магнитные потери в переменном поле частотой 50 Гц при различных значениях напряженности намагничивающего поля образцов, спеченных при 650 °С без защитной среды. Концентрация диэлектрических добавок во всех случаях составляла 1 % по массе.

Наиболее высокие значения магнитной проницаемости и индукции при напряженности магнитного поля в интервале от 1 до 10 КА/м получены у образцов, покрытых силикатом калия (рис. 2, кривая 2). Однако удельные магнитные потери в образцах из исследуемых порошков железа, покрытых теплостойким лаком, в переменном поле 4 кА/м частотой 50 Гц не превышают 2,6 Вт/кг, тогда как в образцах из порошков железа, покрытых силикатом калия, они составляют около 11 Вт/кг (рис. 3, кривые 2, 3). Более высокие потери имеют образцы из порошка железа, покрытые силикатом натрия (рис. 3, кривая 1). Несколько ниже удельные магнитные потери у образцов из порошков железа, покрытых смесью лака с силикатом натрия и калия (рис. 2, кривые 4, 6).

Значительную разницу магнитных свойств магнитно-мягких композитных материалов из порошка железа марки ПЖРВ 2.200.30, покрытых указанными диэлектриками, можно объяснить в основном характером их распределения на частицах железа и в образцах после прессования и спекания.

Рис. 2. Зависимость магнитной проницаемости (а) и индукции (б) образцов из порошка железа марки ПЖРВ 2.200.30 от напряженности магнитного поля, покрытых: 1- силикатом натрия; 2 - силикатом калия; 3 - стеклоэмалью ЭСГ-21; 4 - смесью силикатов калия и натрия; 5 - лаком; 6 - раствором силиката натрия в лаке / Fig. 2. Dependence of magnetic permeability (a) and induction (б) of samples from iron powder of the brand AIPR 2.200.30 on the magnetic field strength coated with: 1 - sodium silicate; 2 - potassium silicate; 3 - ESG-21 glass enamel; 4 - a mixture of potassium and sodium silicates; 5 - varnish; 6 - solution sodium silicate in varnish

Рис. 3. Зависимость удельных потерь образцов из порошка железа марки ПЖРВ 2.200.30 от напряженности магнитного поля, покрытых: 1 - силикатом натрия; 2 - силикатом калия; 3 - стеклоэмалью ЭСГ-21; 4 - смесью силиката натрия и калия; 5 - лаком; 6 - раствором силиката натрия в лаке / Fig. 3. Dependence of specific losses of samples from iron powder of the brand AIPR 2.200.30 on the magnetic field strength, coated with: 1 - sodium silicate; 2 - potassium silicate; 3 - ESG-21 glass enamel; 4 - a mixture of sodium silicate and potassium; 5 - varnish; 6 - sodium silicate solution in varnish

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.

TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

Анализ микроструктуры образцов после спекания показал, что силикат калия более равномерно распределяется по поверхности частиц порошков железа (рис. 4, а), тогда как включения силиката натрия, добавленные в лак перед нанесением на частицы железа, находятся в виде отдельных включений (на рис.4, б имеют темный фон), что существенно снижает магнитную проницаемость и индукцию ММКМ.

г х100

Рис. 4. Микроструктура образцов после спекания из порошка железа, покрытых: а - силикатом калия; б - смесью силиката натрия и лака; в - стеклоэмалью ЭСГ-21; г - лаком / Fig. 4. Microstructure of samples after sintering from iron powder coated with: a - potassium silicate; б - a mixture of sodium silicate and varnish; в - ESG-21 glass enamel; г - varnish

Частицы стеклоэмали также неравномерно покрывают порошок железа (рис. 4, в, имеют серый фон). Термостойкий лак без добавок достаточно однородно распределен в межчастичных порах (рис. 4, г), поэтому заметно снизились удельные магнитные потери в образцах ММКМ. Было исследовано влияние концентрации диэлектриков в шихте и температуры спекания (термообработки) на магнитную проницаемость, индукцию и удельные потери образцов из порошков железа марки ПЖР2.200.30 и ПЖРВ 2.200.28. В качестве примера на рис. 5 - 8 показаны результаты измерений этих характеристик ММКМ при использовании силиката калия в качестве диэлектрического покрытия.

Рис. 5. Зависимость магнитной проницательности ц от напряженности магнитного поля Н образцов ММКМ из порошка ПЖРВ 2.200.30 с содержанием силиката калия в

шихте, % по массе: 1 - 0,5; 2 - 1,0; 3 - 1,5, спеченных при температуре, °С: а - 600; б - 650; в - 700 / Fig. 5. Dependence of magnetic permeability (ц) on the magnetic field strength (H) of MSCM samples from AIPR powder 2.200.30 with potassium silicate content in the charge, wt. %: 1 - 0,5; 2 - 1,0; 3 - 1,5, sintered at а temperature, °C: a - 600; б - 650; в - 700

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.

TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

С увеличением содержания в шихте до 1,5 % по массе K2SiOз максимальная магнитная проницаемость ММКМ заметно снижается (см. рис. 5).

Наиболее высокие значения получены у образцов, содержащих около 1 % силиката калия, после спекания при температуре 650 °С. Это связано с тем, что при температуре спекания 650 °С завершается первичная рекристаллизация частиц железа, что улучшает свойства магнитно-мягкой матрицы ММКМ. Рентгеноструктурный анализ спеченных при 650 °С образцов показал (рис. 6, табл. 1), что ширина рефлексов, характерных для кристаллографических плоскостей (110), (211) и (200), практически не отличается от рефлексов отожженной электротехнической стали.

900 700 600 500 400 300 200 100 0 200

400 600 800 1000

1200

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0

Рис. 6. Дифрактограмма образца из порошка железа после спекания при 650 °С / Fig. 6. Diffractogram of a sample of iron powder after sintering at 650 °С

Таблица 1 / Table 1

Результаты расчета дифрактограмм образца из порошка железа после спекания при 650 оС / Results of calculation of diffractograms of a sample of iron powder after sputtering at 650 оС

Позиция (градусы 29) Индексы Миллера Межплоскостное расстояние (À) Абсолютная интенсивность (CPS) Полуширина Интегральная интенсивность

44,6599 1 1 0 2,0273 681 0,0761 117,1

65,0074 2 0 0 1,4335 92 0,0400 18,0

82,3322 2 1 1 1,1704 90 0,1621 37,5

домены, которые существенно снижают магнитную проницаемость, так как для отрыва его от поверхности пор и включений или поворота замыкающих доменов при намагничивании и перемагни-чивании нужна дополнительная энергия.

Содержание силиката калия в шихте несколько в меньшей степени влияет на магнитную индукцию (рис. 7).

Существенное снижение магнитной проницаемости при увеличении в шихте содержания K2SiOз связано прежде всего с тем, что кроме механизма необратимого смещения границ доменов при намагничивании важную роль в формировании магнитного гистерезиса магнитно-мягких материалов играет механизм задержки роста зародышей доменов. В ММКМ зародыши обратной намагниченности образуются на инородных включениях, границах зерен и частиц порошков железа, на поверхности пор и т.д. Кроме того, около включений K2SiOз, расположенных внутри частиц железа (см. рис. 4), образуются замыкающие

Рис. 7. Зависимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н образцов ММКМ из порошка ПЖРВ 2,200,30 с содержанием силиката калия в шихте, % по массе: 1 - 0,5; 2 - 1,0; 3 - 1,5, спеченных при температуре, °С: а - 600; б - 650; в - 700 / Fig. 7. Dependence of magnetic induction B on the magnetic field strength H of MSCM samples from AIPR powder 2,200,30

with potassium silicate content in the charge, wt, %: 1 - 0,5; 2 - 1,0; 3 - 1,5, sintered at a temperature, °C: a - 600; б - 650; в - 700

Анализ результатов исследований, приведенных на рис. 5 и 7, показывает, что на значения магнитных потерь ММКМ из использованного порошка ПЖРВ 2.200.30 существенное влияние оказывает температура спекания (рис. 8).

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.

TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

Рис. 8. Зависимость удельных потерь от напряженности

магнитного поля образцов ММКМ из порошка ПЖРВ 2,200,30, содержащих силиката калия в шихте, % по массе: 1 - 0,5; 2 - 1,0; 3 - 1,5; после спекания при

температуре, °С: а - 600; б - 650; в - 700 / Fig. 8. Dependence of specific losses on the magnetic field strength of MSCM samples from AIPR powder 2,200,30 containing potassium silicate in the charge, wt, %: 1 - 0,5; 2 - 1,0; 3 - 1,5; after sintering at a temperature, °C: a - 600; б - 650; в- 700

Причиной такого влияния является не только степень протекания возврата и рекристаллизации при спекании в защитной среде, но и частичное восстановление оксидов железа внутри частиц и окисление железа на поверхности частиц порошка. Этим можно объяснить уменьшение удельных потерь в образцах, спеченных при более высоких температурах. По-видимому, рост концентрации оксидов железа на поверхности частиц способствует повышению диэлектрических свойств покрытий.

Как видно из рис. 8, б, концентрация K2SiOз в шихте незначительно влияет на магнитные потери, тогда как повышение температуры термообработки ведет к значительному увеличению магнитных потерь независимо от содержания в шихте силиката кальция (рис. 8, в).

Увеличение содержания стеклоэмали в шихте из порошка ПЖРВ 2.200.30 в пределах от 0,5 до 1,5 % по массе не оказывает существенного влияния на магнитную индукцию. Частицы стекло-эмали ММКМ на основе порошка ПЖРВ 2.200.30 расположены не только на межчастичных границах порошков железа, но и в самих частицах. При повышении температуры термообработки от 650 до 750 °С магнитная индукция ММКМ несколько возрастает. Это связано с тем, что при спекании в указанном интервале температур образуются зародыши первичной рекристаллизации, отделенные от матрицы высокоугловыми границами, а дальнейшая миграция высокоугловых границ зародышей и первичных зерен, сопровождающаяся ростом новых зерен за счет других, которые, по-видимому, мало отличаются по объемной энергии и размерам. Особенно сильное влияние на скорость миграции границ при рекристаллизации оказывают дисперсные включения избыточных фаз малых размеров, которые хорошо видны на микрошлифах образцов ММКМ. Таким образом дисперсные инородные включения в материалах частиц порошков железа марки ПЖРВ влияют не только на размер зерна а - фазы, но и на структурно-чувствительные характеристики ММКМ.

Выводы

1. Показано влияние микроструктуры части порошков железа и химического состава диэлектрических покрытий на основные эксплуатационные характеристики магнитно-мягких композиционных материалов. Экспериментально установлено, что наиболее высокие значения магнитной проницаемости и индукции имеют образцы из порошков марки ПЖРВ, покрытых силикатом калия, а минимальные удельные магнитные потери обладают ММКМ при использовании в качестве диэлектрического покрытия кремнийоргани-ческого лака.

2. Изложены технологические решения, позволившие подобрать определённые диэлектрические материалы в качестве компонентов шихты ММКМ при использовании порошков железа ПЖРВ с целью получения изделий с требуемыми магнитными свойствами для конкретных условий их эксплуатации.

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

3. Наиболее перспективным в качестве диэлектрических покрытий порошков железа марок ПЖРВ является силикат калия. Получены данные по выбору диэлектрического компонента шихты, режимов термообработки и прессования, позволяющие разработать технологию получения сердечников микроэлектродвигателей, дросселей и других устройств с использованием порошков железа ПЖРВ.

Список источников

1. Корицкий Ю.В., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Справочник по электротехническим материалам. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 728 с.

2. Тимофеев И.А. Технология производства магнитных материалов и изделий. М: Изд-во МЭИ (ТУ), 2004. 176 с.

3. Троицкий В.А. Ролик А.И., Яковлев А.И. Магнитодиэлек-трики в силовой электротехнике Киев: Техшка, 1983. 207 с.

4. Jansson P. Soft Magnetic Materials for AC Applications. Paper presented at the Powder Metallurgy Group Meeting at York, England, October. 1991.

5. ASM Handbook. Composites. Vol. 21. ASM Handbook Committee. 2001. 2605 р.

6. ДорофеевЮ.Г., Бабец А.В., МихайловВ.В., КривощековВ.О. Влияние технологических параметров на физические свойства магнитно-мягкого композиционного материала // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2015. № 2. С. 53-57.

7. Enescu E., Lungu P., Marinescu S., Dragoi P. The Effect of Processing Conditions on Magnetic and Electric Properties of Composite Materials Used in Nonconventional Magnetic Circuits. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. Vol. 8, No. 2. April 2006. Р. 745-748.

8. ГасановБ.Г., ТалшдаевВ.Г.,БогачёвВ.О.,МахмудоваЕ.Р. Кинетика формирования диэлектрического покрытия на порошки железа для получения композиционных магнитно-мягких материалов // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2019. N° 4. С. 44-54.

9. Shokrollahi H., Janghorban K. Soft magnetic composite materials (SMCM) // Journal of Materials Processing Technology. 2007. Vol. 189. P. 1 -12.

10. Богачёв В. О., Гасанов Б.Г., Махмудова Е.Р. Влияние концентрации диэлектрика на магнитные свойства композиционных магнитно-мягких материалов // Студенческая научная весна - 2019: материалы региональной науч.-техн. конф. (конкурса науч.-техн. работ) студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Рост. обл., г. Новочеркасск, 13-14 мая 2019 г. Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2019. 137 с.

References

1. Koritsky Yu.V., Pasynkov V.V., Tareev B.M. Handbook of Electrotechnical Materials. Leningrad: Energoatomizdat; 1988. 728 p.

2. Timofeev I.A. Technology of Production of Magnetic Materials and Materials. Moscow: Publishing House of MEI (TU); 2004. 176 p.

3. Troitsky V.A., Rolik A.I., Yakovlev A.I. Magnetodielectrics in Power Electrical Engineering. Kiev: Technika;1983. 207 p.

4. Jansson P. Soft Magnetic Materials for AC Applications. Paper presented at the Powder Metallurgy Group Meeting at York. England, October. 1991.

5. ASM Handbook. Composites. Vol. 21. ASM Handbook Committee. 2001. 2605 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Dorofeev Yu.G., Babets A.V., Mikhailov V.V., Krivoshchekov V.O. Influence of Technological Parameters on the Physical Properties of a Magnetically Soft Composite Material. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Technical sciences=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2015;(2):53-57 (In Russ.)

7. Enescu E., Lungu P., Marinescu S., Dragoi P. The Effect of Processing Conditions on Magnetic and Electric Properties of Composite Materials Used in Nonconventional Magnetic Circuits. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. 2006; 8(2): 745-748.

8. Gasanov B.G., Tamadaev V.G., Bogachev V.O., Makhmudova E.R. Kinetics Formation of a Dielectric Coating on Iron Powders for Obtaining Composite Magnetically Soft Materials. Izv. vuzov. Powder metallurgy andfunctional coatings. 2019; (4):44-54.

9. Shokrollahi H., Janghorban K. Soft Magnetic Composite Materials (SMCM). Journal of Materials Processing Technology. 2007; (189): 1-12.

10. Bogachev V.O., Gasanov B.G., Makhmudova E.R. Influence of Dielectric Concentration on Magnetic Properties of Composite Magnetically Soft Materials. Student Scientific Spring - 2019: Materials of the Regional Scientific. tech. Conf. Students, Postgraduates and Young Scientists of Universities of the Rostov Region. 2019. Novocherkassk: SRSPU (NPI), 2019.

Сведения об авторе

Гасанов Бадрудин Гасановичв - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Автомобили и транспортно-технологические комплексы», [email protected]

Нис Яков Зиновьевич - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Технология машиностроения, технологические машины и оборудование», [email protected]

Михайлов Владимир Владимирович - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Электроснабжение и электропривод», [email protected] Гетто Елена Руслановна - аспирант, кафедра «Международные логистические системы и комплексы», [email protected]

ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4

Information about the author

Gasanov Badrudin G. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Department «Automobiles and Transport-Technological Complexes», gasanov,[email protected]

Nis Yakov Z. - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «Engineering Technology, Technological Machines and Equipment», [email protected]

Mikhailov Vladimir V. - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «Power Supply and Electric Drive», [email protected]

Getto Elena R. - Graduate Student, Department «International Logistics Systems and Complexes», [email protected]

Статья поступила в редакцию /the article was submitted 28.09.22; одобрена после рецензирования /approved after reviewing 08.11.22; принята к публикации / acceptedfor publication 15.11.22.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.