PL67691B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.VI.1973 67691 KI. 21g,31/03 MKP HOlf 1/34 Wspóltwórcy wynalazku: Józef Masiulanis, Pawel Hutny, Fryderyk Foniok Wlasciciel patentu: Zaklad Materialów Magnetycznych „Polfer", Warszawa (Polska) Sposób mieszania surowców i mielenia mas ferrytowych Przedmiotem wynalazku jest sposób mieszania surowców i mielenia mas ferrytowych stosowanych do wytwarzania magnetycznych rdzeni ferryto¬ wych, pozwalajacy na utrzymanie scisle okreslo¬ nego skladu chemicznego mieszanin surowców i mas ferrytowych, zdefiniowanego jedynie wiel¬ koscia nawazek surowców wyjsciowych.,W technologii ceramicznej tlenkowych materia¬ lów maignetycznych — ferrytów — podstawowymi operacjami sa: mieszanie, odwazonych w scisle okreslonych proporcjach wagowych, surowców wyjsciowych oraz przemial sferrytyzowanej masy dla uzyskainia okreslonego stopnia rozdrobnienia produktu przemialu, decydujacego w znacznej mie¬ rze o spiekalnosci ksztaltek uformowanych z masy ferrytowej.Operacje mieszania surowców i mielenia mas sferrytyzowanych odbywaja sie najczesciej w sta¬ lowych mlynach kulowych z kulami stalowymi „na sucho" lub czesciej „na mokro" w osrodku wody destylowanej lufo tez w osrodku innej cieczy obojetnej. Operacjom tym towarzyszy jdomial" me¬ talicznego zelaza z Ikul i foejbna mlyna, (którego wielkosc jes-t zalezna od szeregiu czynników, ta¬ kich jak: czas przemialu, stopien spieczenia masy ferrytowej oraz ilosc zanieczyszczen w surowcach tworzacych z osrodkiem przemialu substancje ata¬ kujace chemicznie powierzchnie kul i bebna mlyna, Wielkosc domialu zelaza przy normalnej techno¬ logii dochodzi narwet do 5^©]% wagowych. 15 20 25 30 Ilosciowe okreslenie „apriori" wielkosci „domia¬ lu" jest trudne i w wielu przypadkach niemozliwe.Dla materialów szczególnie wrazliwych na konco¬ wy sklad chemiczny, takich jak ferryty mikrofa¬ lowe o strukturze krystalicznej granatu, czy tez ferryty manganowo-cynkowe o duzej poczatkowej przenikalnosici magnetycznej np. 3000 Gs/Oe, na- wazki surowców wyjsciowych zawieraja pewien niedobór surowca zelazowego (tlenku zelaza) a prze¬ mial koncowy masy odbywa sie etapami czaso¬ wymi, po zakonczeniu których dokonuje sie ana¬ lizy ^chemicznej produktu przemialu az do chwili uzyskania odpowiedniej proporcji kationów Fe i reszty skladników. Sposób ten jest uciazliwy i pracochlonny a w dodatku blokuje na znaczne okresy czasu urzadzenia mielace.Domielone w czasie tych operacji metaliczne ze¬ lazo zostaje co prawda w czasie syntezy ksztaltek utlenione do tlenku zelaza, jednak oddzialuje ono jako obca domieszka zmieniajaca wlasnosci krystalizacji materialu, powodujacanierównomierne (lokalnie) zageszczenia ksztaltek a przede wszyst¬ kim pogarszajaca wlasnosci magnetyczne rdzeni.Równiez zastosowanie mlynów i kul z materialów itrudmoscieralnycih, takich jak agat lub korund nie poprawia sytuacji. Domielony, co prawda w znacz¬ nie mniejszej ilosci, tlenek krzemu Si02 luJb glinu Al203 pogarsza znacznie wlasnosci magnetyczne i dielektryczne detali tak, ze nawet wprowadzenie W czasie przemialu dodatków,' komipensujacych 67 69167 691 3 wplyw tych skladników jest nieefektywny a sama kompensacja trudna do ilosciowego opanowania, podobnie jak to mialo miejsce w przypadku do- mialu 'metalicznego zelaza.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu mie¬ szalnia surowców i miielenda mas ferrytowych, poz¬ walajacej na opanowanie ilosciowe i jakosciowe „domdalu", tak by koncowy sklad chemiczny i wlas¬ nosci uzytkowe spiekanych detali ferrytowych zalezne byly glównie od skladu wyjsciowego mie¬ szaniny surowców i od warunków syntezy ksztal¬ tek.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie w operacjach mieszania surowców i mielenia masy ferrytowej kul uformowanych z masy ferrytowej wykonanej technologia „kontrolowanego domialu", które spiekano w warunkach zblizonych do stoso¬ wanych dla ksztaltek uzytkowych z tej .masy oraz przez wylozenie scian mlyna zwiazkiem organicz¬ nym w postaci 1—2 mm warstwy zywicy epoksy¬ dowej lub gumy truidinoscieralnej, czynnik ten, na¬ wet gdy przechodzi do produktu przemialu zostaje juz w niskich temperaturach wypalony. Prowa¬ dzone w tych warunkach procesy mieszania su¬ rowców i mielenia mas ferrytowych pozwolily na uzyskanie koncowego skladu chemicznego ksztaltek prawie identycznego ze skladem chemicznym na- wazki surowców * wyjsciowych (w przeliczeniu na 100 °/o czystosci surowców) a wlasnosci uzytkowe kszitaltek wykonanych technologia „wlasnodomialo- wa" byly znacznie korzystniejsze od wlasnosci ksztaltek z mas wykonanych dotychczasowymi technologiami mieszania i mielenia.Jeszcze korzysitiniejsze wyniki uzyskano przy za¬ stapieniu stalowego bejbna z wykladzina gumowa i kulami jak wyzej, bebnem z masy wykonanej technologia „wlasnodomialowa" i kulami wykona¬ nymi z. tej samej masy. Beben wykonano na drodze wytoczenia z bloku cylindrycznego spieczonego w 900°C odpowiedniej ksztaltki, która spiekano na¬ stepnie w warunkach zblizonych do warunków spiekania ksztaltek uzytkowych z masy „wlasno- domialowej', jednak przez okres 3—4, razy dluzszy.Korzysci wynikajace z zalstosowania technologii mieszania i mielenia sposobem wedlug wynalazku obrazuja ponizsze przyklady.Przyklad 1- Nawazone w proporcji wagowej 53,0:45,9 tlenki zelaza i itru (w przeliczeniu na 100% czystosci surowców) mieszano na mokro w stalowym mlynie kulowym przez okres 24 godzin przy zachowaniu proporcji wagowej surowce: kule: woda destylowana i=! 1:2: 2; mieszanine po wy¬ suszeniu spieczono wstepnie w 100iO°C przez okres 5 godzin w elektrycznym piecu komorowym i w wanunkach identycznych jak podczas mieszania poddano sferrytyzowaha mase procesowi mielenia, kontrolujac okresowo jej sklad chemiczny. Proces mielenia przerwano po 36 godzanach — w chwili uzyskania skladu masy o stosunku wagowym Fe 37,834 36,148 co odpowiada wagowemu stosunkowi przeliczeniowemu Fe2°3 Y2°, 54,1 45,9* 10 15 30 35 40 45 50 55 60 65 Z wysuszonej a nastepnie zgranulowanej, po do¬ daniu plastyfikatora, masy wyprasowano szereg pastylek i ksztaltek cylindrycznych a z reszty masy uformowano ksztaltki kuliste o srednicy 10—11 mm.Pastylki i cylindry spiekano nastepnie w róznych temperaturach od 1i360°C do 1460°C przez okres 10 godzin w elektrycznym piecu murowym na pod¬ kladkach platynowych przy kontrolowanym prze¬ plywie tlenu podczas calego procesu spiekania.Optymalne wlasnosci próbek uzyskane dla tempe¬ ratury syntezy 1420PC wynosily: Magnetyzacja nasycenia 4* Ms= 1730 Gs Gestosc postaciowa Szerokosc linii rezonans.Skuteczny wspólcz. zyromagnetyczny Przenikainiosc elektr.Tangens kata strat dielektrycznych W identycznych warunkach ksztaltek kulistych, odrzucajac po wypale ksztaltki z odpryskami d peknieciami wglebnymi. W wyko¬ nanym uprzednio bebnie stalowym okreslonego ksztaltu naniesiono wewnatrz warstwe grubosci 1—"1,5 mm z gumy trudnoscieralnej.Do bebna tego nawazono tlenki zelaza i itru w proporcji wagowej (odniesionej do 100% czy- dr= 5,02 G/cm3 AH= 57 Oe gsk= 2,01 e= 13,5 tgBe= 25,10^ spieczono calosc stosci surowców) Fe»Q8 _ 54,1 oraz wprowadzo- Y203 45,9 no kule ferrytowe i wode destylowana w proporcji wagowej surowce: kula: woda = 1:2:1. Mieszanie surowców przeprowadzono przez okres 2 godzin wykorzystujac mlyn planetarny.Wysuszona mieszanine spiekano wstepnie w 1000°C przez okres 5 godzin w elektrycznym piecu komorowym a sferrytyzowana mase poddano pro¬ cesowi mielenia przez okres 7 godzin w warun¬ kach identycznych jak podczas mieszania. Z tej jywlasnodomialowej" masy sprasowano nastepnie próbki,, które spieczone w l400|OC przez okres 10 go¬ dzin w warunkach gazowych identycznych jak spiekanie próbek z masy o kontrolowanym do- miale, wykazaly one doskonale wlasnosci materia¬ lowe: •Magnetyzacja nasycenia4 « Ms= 1760 Gs Gestosc postaciowa dr= 5,08 G/m* Szerokosc linii rezonans. AH = 35—42 Oe Skuteczny wspólczynnik zyromaginetyczny iPrzenifcainosc elektr.Tangens kata strat dielektrycznych Widac stad korzystne oddzialywarnie przemialu „wlasnodomialowego", szczególnie gdy chodzi o wartosci AH i tg&£.Przyklad 2. Wykonano dwie identyczne na- Ssk= 2,000-h2,'OQ5 e= 13,3 tg8E= (6—10).1.0—4 wazki tlenków Y203, Y2CL + Gd20, sunku molowym * * ¦ Gd2Os, Fe2Os d AlgOg o sto- Fe203 + A1202 5 Pierwsza nawazke umieszczono w bejbnie agatowym z kulami agatowymi i woda destylowana w pro¬ porcji wagowej surowce: kule: woda = 1:1:1, druga w zastosowanym w przykladzie 1 bebnie z wykladzina gumowa, kulami ferrytowymi i woda5 destylowana w proporcji wagowej surowce: kule: woda = 1:2:1. Nawazki te mieszano kolejno wy¬ korzystujac opisany w przykladzie 1 planetarny mlyn kulowy a nastepnie po ich wysuszeniu pod¬ dano je procesowi feirytyzacji w elektrycznym piecu komorowym w temperatiurze 1000°C przez okres 5 godzin. Sferrytyzowane masy mielono w identyczny sposób jak podczas mieszania surowców przedluzajac jednak w obu przypadkach czas prze¬ mialu do 7 godzin., Z obu mas wyprasowano próbki, które spiekano w zakresie temperatur 1360—140O°C w warunkach identycznych z opisanymi w przykladzie 1. Opty¬ malne wlasnosci materialowe próbek z obu mas podaje ponizsze zestawienie: Magnetyzacja nasycenia 4 Gestosc postaciowa Szerokosc linii rezonansowej Skuteczny wsp. zyromagin.Przeniikalnosc elektryczna Tangens kata strat dielektr.* Ms = dr = AH = gsk = £ = tg&£ = Masa z bebna agatowego 1130 Gs 5,27 G/cm* 68 Oe 2,02 13,9 44.10-4 Masa „wlasmodo- mdalowa" 1180 Gs 5,26 G/cm* 45 Oe 2,01 13,2 8.10—l 691 ? 6 Widac stad korzystne oddzialywanie przemialu „wlasnodomialowego", szczególnie gdy chodzi o wartosci AH i tg<5e. 5 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób mieszania surowców i mielenia mas fer¬ rytowych, bez niezamierzonego wprowadzania soib- 10 stancji szkodliwych i odchylen od skladiu zamie¬ rzonego, niekorzystnych dla wlasnosci gotowego wyrobu, który przeprowadza sie w mlynach kulo¬ wych, na których scianki wewnetrzne naniesiono 15 warstwe gumy trudnoscieralnej lub warstwe inne¬ go zwiazku organicznego, znamienny tym, ze kule stosowane do mieszania i przemialu wykonuje sie z masy ferrytowej o skladzie chemicznym, w któ¬ rym -proporcja kationów dwu- i trójwartosciowych, 20 lub kationów pierwiastków ziem rzadkich do po¬ zostalych kationów, jest bliska proporcji tych ka¬ tionów w zadanym skladzie koncowym danego ma¬ terialu ferrytowego, korzystnie z masy ferrytowej o skladzie chemicznym identycznym z zadanym skladem koncowym mielonej imasy ferrytowej, a które to kule spieka sie w warunkach zblizonych do optymalnych warunków spiekania materialu ferrytowego, z którego kule wykonano, a sam pro- 30 ces mieszania surowców i mielenia mas ferryto¬ wych odbywa sie w znany sposób stosowany w' normalnej technologii ceramicznej. PL PL