Способ получения ферритовых изделий



Способ получения ферритовых изделий
Способ получения ферритовых изделий
Способ получения ферритовых изделий
Способ получения ферритовых изделий

 


Владельцы патента RU 2548345:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения ферритовых изделий включает приготовление пресс-порошка, содержащего ферритовый материал и легирующую добавку, прессование заготовок, радиационно-термическое спекание заготовок путем их нагрева до температуры спекания облучением проникающим электронным пучком с выдержкой при температуре спекания под облучением непрерывным электронным пучком. В качестве легирующей добавки в пресс-порошок вводят наноразмерный порошок карбонильного железа с размером частиц 320-450 нм в количестве 0,01-0,03 мас.% от общей массы пресс-порошка. Обеспечивается улучшение процесса спекания, уменьшение времени спекания и повышение качества ферритовых изделий. 8 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в электронной и радиопромышленности при производстве ферритовых материалов и изделий на их основе.

Известен способ радиационно-термической обработки (РТО) материалов, в частности изделий из ферритов и керамики, обеспечивающий спекание заготовок ферритов облучением проникающим импульсным электронным лучом (см. А.С. СССР №1391808, B22F 3/24, С04В 35/26. Авторы: Суржиков А.П., Анненков Ю.М., Новиков B.C. и др.). Недостаток - способ характеризуется большой длительностью спекания и не обеспечивает требуемое качество процесса спекания ферритовой керамики.

Известна легирующая добавка в пресс-порошке феррита, представляющая собой карбонильное железо (см. патент РФ №2037384 "Шихта никель-цинкового феррита", авторы Авакян П.Б., Мержанов А.Г., Нерсесян М.Д. и др.). Недостаток настоящего технического решения - в том, что оно не может использоваться при методе радиационно-термического синтеза (РТС) ферритов.

Известен также способ получения ферритовых изделий (Патент РФ №2018988, H01F 1/10, H01F 1/34. Авторы: Суржиков А.П., Шумилов Н.Ю., Мойзес Б.Б., Притулов A.M.), позволяющий снизить длительность спекания.

Недостатком изобретения является несущественное уменьшение времени спекания при радиационно-термическом способе получения и недостаточное обеспечение требуемого уровня электромагнитных свойств магнитомягких ферритов.

Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение процесса спекания магнитомягких ферритовых материалов и изделий на их основе путем радиационно-термической обработки, а также уменьшение времени спекания при спекании методом радиационно-термической обработки.

Технический результат достигается следующим образом. Способ получения ферритовых изделий включает приготовление пресс-порошка, содержащего ферритовый материал и легирующую добавку. Прессование заготовок, радиационно-термическое спекание заготовок проводят путем их нагрева до температуры спекания облучением проникающим электронным пучком с выдержкой при температуре спекания под облучением непрерывным электронным пучком. В пресс-порошок в качестве легирующей добавки вводят наноразмерный порошок карбонильного железа с размером наночастиц 320-450 нм в количестве 0,01-0,03 мас.% от общей массы пресс-порошка. Изобретение осуществляется следующим образом. Готовят пресс-порошок, содержащий ферритовый материал и легирующую добавку - карбонильное железо. Перемешивают полученный пресс-порошок в вибрационной мельнице. Добавляют поливиниловый спирт в качестве связки. Придают необходимую форму заготовкам в прессовальном устройстве под давлением 200 МПа. Помещают полученные заготовки в специальную камеру для спекания. Нагревают заготовки радиационно-термическим способом с помощью проникающего электронного пучка до температуры спекания. Образцы выдерживают при температуре спекания под облучением непрерывным электронным пучком минимальное время, достаточное для обеспечения плотности феррита не менее 95% от теоретической плотности.

Примеры реализации способа.

Пример 1. В синтезированные по оксидной технологии порошки феррита вводили карбонильное железо с последующим приготовлением пресс-порошка с поливиниловым спиртом в качестве связки. Кольцевые заготовки К20×12×6, полученные прессованием под давлением 200 МПа, после сушки до влажности менее 0,5% масс. подвергались РТО путем воздействие быстрыми электронами энергии 6 МэВ, значение тока в импульсе 500 мА, частота следования импульсов 75 Гц. В процессе нагрева осуществлялась изотермическая выдержка в течение 10 мин при температуре 820°С. Минимальное время РТ-спекания определялось исходя из обеспечения плотности феррита не менее 95% от теоретической плотности.

Использовалось карбонильное железо ГОСТ 13610-79 марки «ЖКВ» со средним размером частиц 1,4 мкм по данным, полученным на газовом хроматографе ЛХМ-8МД. Результаты исследований показали, что карбонильное железо позволяет на 12% уменьшить время РТО магнитомягких ферритов до их полной готовности и повысить уровень электромагнитных свойств.

В табл. 1-4 представлены результаты зависимости времени РТО, требующегося для полной готовности разработанных магнитомягких ферритов, от содержания карбонильного железа. Средний размер частиц оценивали на газовом хроматографе ЛХМ-8МД. Значения электромагнитных параметров получены по усредненным данным на 5 образцах.

Как видно из представленных в табл. 1-4 данных, наилучшие результаты для РТО и уровень параметров магнитомягкой ферритовой керамики достигается при введении 0,02% мас. карбонильного железа. При выходе за пределы изобретения менее 0,01% мас. и более 0,03% мас. время РТ-спекания заметно возрастает, а уровень параметров снижается. Механизм активации процесса РТ-спекания ферритовой керамики карбонильным железом состоит в следующем. Известно, что карбонильное железо характеризуется способностью интенсивно поглощать электромагнитную энергию. При воздействии быстрых электронов разогрев образцов ферритовой керамики в местах нахождения наночастиц карбонильного железа происходит интенсивнее за счет усиленного поглощения энергии. Это приводит к активации процесса спекания, обеспечивает увеличение уровня электромагнитных свойств. Ухудшение процессов спекания и уровня параметров при избытке карбонильного железа можно объяснить избыточной активностью процессов массопереноса на начальной стадии спекания, приводящее к образованию микротрещин в результате зонального обособления.

Пример 2. В синтезированные по оксидной технологии порошки феррита вводили карбонильное железо с последующим приготовлением пресс-порошка с поливиниловым спиртом в качестве связки. Кольцевые заготовки К20×12×6, полученные прессованием под давлением 200 МПа, после сушки до влажности менее 0,5% мас. подвергались РТО путем воздействие быстрыми электронами энергии 6 МэВ, значение тока в импульсе 500 мА, частота следования импульсов 250 Гц. Минимальное время РТ-спекания определялось исходя из обеспечения плотности феррита не менее 95% от теоретической плотности.

Для экспериментов использовалось карбонильное железо в количестве 0,02% мас., размеры частиц которого регулировались путем изменения температуры разложения и давления пентакарбонила железа. Средний размер частиц оценивали на газовом хроматографе ЛХМ-8МД. Результаты исследований показали, что карбонильное железо позволяет на 19% уменьшить время РТО магнитомягких ферритов до их полной готовности и повысить уровень электромагнитных свойств.

В табл. 5-8 представлены результаты зависимости времени РТО, требующегося для полной готовности разработанных магнитомягких ферритов, от содержания карбонильного железа. Средний размер частиц после механоактивации оценивали на газовом хроматографе ЛХМ-8МД. Значения электромагнитных параметров получены по усредненным данным на 5 образцах.

Как видно из представленных в табл. 5-8 данных, наилучшие результаты для РТО и уровень параметров магнитомягкой ферритовой керамики достигается при введении 0,02% мас. карбонильного железа со средним размером частиц 376 нм. При выходе за пределы изобретения менее 320 нм и более 450 нм время РТО заметно возрастает, а уровень параметров снижается. Механизм активации процесса РТ-спекания ферритовой керамики карбонильным железом состоит в следующем. Известно, что карбонильное железо характеризуется способностью интенсивно поглощать электромагнитную энергию. При воздействии быстрых электронов разогрев образцов ферритовой керамики в местах нахождения наночастиц карбонильного железа происходит интенсивнее за счет усиленного поглощения энергии. Это приводит к активации процесса спекания, обеспечивает увеличение уровня электромагнитных свойств. Ухудшение процессов спекания и уровня параметров при малых размерах частиц карбонильного железа можно объяснить увеличением доли окисленного слоя на поверхности частиц, снижающего способность поглощать электромагнитную энергию, а при больших размерах частиц избыточным разогревом частиц, приводящим к избыточной активности процессов массопереноса на начальной стадии спекания, приводящее к образованию микротрещин в результате зонального обособления.

Способ получения ферритовых изделий, включающий приготовление пресс-порошка, содержащего ферритовый материал и легирующую добавку, прессование заготовок, радиационно-термическое спекание заготовок путем их нагрева до температуры спекания облучением проникающим электронным пучком с выдержкой при температуре спекания под облучением непрерывным электронным пучком, отличающийся тем, что в пресс-порошок в качестве легирующей добавки вводят наноразмерный порошок карбонильного железа с размером наночастиц 320-450 нм в количестве 0,01-0,03 мас. % от общей массы пресс-порошка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству материалов для магнитопроводов электромагнитных реле. Готовят шихту, содержащую железо и фосфор, затем проводят ее прессование, спекание и охлаждение.

Заявленное изобретение относится к ферритовым материалам с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции и предназначено для использования в сверхвысокочастотных (СВЧ) системах, например в антенных элементах фазированных антенных решеток.

Заявленное изобретение относится к ферритовым материалам с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции, которые могут быть использованы в сверхвысокочастотных (СВЧ) системах, например в антенных элементах фазированных антенных решеток.

Заявлен ферритовый материал с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции. Ферритовый материал получен из смеси порошков, содержащей Fe2O3, Li2CO3, MnCO3, Bi2O3, ZnO, CdO, SnO2, TiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид железа 71,39±0,1, карбонат лития 5,61±0,1, оксид цинка 8,58±0,1, оксид кадмия 5,41±0,1, оксид олова 3,18±0,1, оксид титана 0,69±0,03, карбонат марганца 4,84±0,1, оксид висмута 0,3±0,03.

Изобретение относится к листу из текстурированной электротехнической стали. Для подавления шума у реального трансформатора, который сконфигурирован из стального листа, имеющего канавки, полученные в нем для измельчения магнитных доменов, на лист из текстурированной электротехнической стали, имеющий на одной поверхности канавки для измельчения магнитных доменов, нанесены форстеритная пленка и создающее натяжение покрытие на имеющей и не имеющей канавки поверхности стального листа, причем создающее натяжение покрытие нанесено на поверхность, имеющую канавки, в количестве А(г/м2) и на поверхность, не имеющую канавок, - в количестве В (г/м2), и количества покрытий А и В ограничены попаданием в пределы предварительно определенного диапазона.

Изобретение относится к области металлургии. Сляб получают из стали, содержащей, мас.%: С 0,020-0,15, Si 2,5-7,0, Mn 0,005-0,3, кислотно-растворимый алюминий 0,01-0,05, N 0,002-0,012, по меньшей мере один из S и Se с их общим содержанием 0,05 или менее, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитам из редкоземельных металлов. Технический результат состоит в повышении коэрцитивной силы без добавления большого количества таких редкоземельных металлов, как Dy и Tb.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитному материалу, содержащему празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce).
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению радиопоглощающих ферритов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.

Изобретение относится к электротехнике, к приборостроению и машиностроению, и может быть использовано при изготовлении устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству материалов для магнитопроводов электромагнитных реле. Готовят шихту, содержащую железо и фосфор, затем проводят ее прессование, спекание и охлаждение.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения твердосплавного концевого инструмента. В сплав на основе карбида вольфрама с размером частиц 1-3 мкм добавляют ультрадисперсный порошок (УДП) карбида вольфрама с размером частиц 50-100 нм в количестве 2-5% от веса изделия.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитному материалу, содержащему празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce).
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению радиопоглощающих ферритов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению корпуса бурового инструмента. Порошковую смесь, содержащую твердые частицы, частицы металлической матрицы и органический материал, инжектируют в полость пресс-формы, уплотняют порошковую смесь для формования неспеченного корпуса и спекают до заданной конечной плотности для формирования, по меньшей мере, части корпуса бурового инструмента.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению радиопоглощающих ферритов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению магнитомягких ферритовых материалов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению материала на основе оксидного гексагонального ферримагнетика с W-структурой. Может использоваться в радиотехнике и радиоэлектронике, например, в качестве радиопоглощающих покрытий.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных магнитов из магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт. Готовят шихту, содержащую порошки железа, хрома, кобальта и легирующих элементов, и проводят ее механоактивацию в планетарной шаровой мельнице в среде этилового спирта в течение 2-15 минут, с последующей сушкой.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных магнитов из магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт. Шихту, содержащую порошки железа, хрома, кобальта, легирующие добавки и до 15 мас.% нанопорошков железа, хрома и кобальта, формуют с получением заготовки.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным твердым сплавам, и может быть использовано для изготовления инструмента. Способ получения спеченных твердых сплавов на основе карбида вольфрама, содержащего кобальт и наноразмерные частицы оксида алюминия, включает приготовление шихтовой смеси сплава, пластифицирование, гранулирование, прессование и спекание. Шихтовую смесь сплава приготавливают путем предварительного замешивания оксида алюминия в водном растворе поливинилового спирта ультразвуковым диспергированием до получения суспензии, размола-смешивания суспензии с зернами карбида вольфрама до образования на его поверхности плакирующего слоя, дошихтовки кобальтом и последующего перемешивания. Пластифицирование проводят в водном растворе поливинилового спирта. Повышается прочность твердого сплава за счет обеспечения более равномерного распределения наноразмерных частиц по объему структуры твердого сплава. 1 табл.
Наверх