RU1841349C - Method for producing ferrite materials - Google Patents
Method for producing ferrite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU1841349C RU1841349C SU0002216517A SU2216517A RU1841349C RU 1841349 C RU1841349 C RU 1841349C SU 0002216517 A SU0002216517 A SU 0002216517A SU 2216517 A SU2216517 A SU 2216517A RU 1841349 C RU1841349 C RU 1841349C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- ferrite
- grinding
- preparation
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники, в частности к технологии изготовления радиопоглощающих материалов на основе ферритов и ферритодиэлектриков. Предлагаемое решение может быть использовано для регулирования электромагнитных параметров ферритов с прямоугольной петлей гистерезиса, с высоким значением начальной магнитной проницаемости (μн) и ферритов, используемых в СВЧ-устройствах, так как характеристики микроструктуры в значительной степени определяют уровень электромагнитных параметров указанных типов ферритов; включая изменение коэрцитивной силы, уменьшение магнитных и электрических потерь, увеличение активности ферритовых элементов.The present invention relates to the field of radio engineering, in particular to the technology of manufacturing radio-absorbing materials based on ferrites and ferritodielectrics. The proposed solution can be used to control the electromagnetic parameters of ferrites with a rectangular hysteresis loop, with a high initial magnetic permeability (μ n ) and ferrites used in microwave devices, since the characteristics of the microstructure largely determine the level of electromagnetic parameters of these types of ferrites ; including changing the coercive force, reducing magnetic and electrical losses, increasing the activity of ferrite elements.
Известны способы влияния на микроструктуру с помощью введения различного рода добавок (см. авт. свид. СССР №1841347, МКИ H01F 1/10, и авт. свид. СССР №1841348, МКИ H01F 1/12).Known ways to influence the microstructure by introducing various kinds of additives (see ed. mon. USSR No. 1841347, MKI H01F 1/10, and ed. mon. USSR No. 1841348, MKI H01F 1/12).
В первом путем введения добавки окиси меди улучшались некоторые эксплуатационные параметры радиопоглощающего ферритового материала (снижался коэффициент отражения, расширялся рабочий диапазон, увеличивалась механическая прочность), но одновременно добавка окиси меди приводила к снижению температуры Кюри материала, а также к возрастанию температурного коэффициента начальной магнитной проницаемости - Ткμн, что соответственно ухудшало температурную стабильность эксплуатационных параметров феррита.In the first, by adding copper oxide, some operational parameters of the radio-absorbing ferrite material were improved (reflection coefficient decreased, the operating range expanded, mechanical strength increased), but at the same time, the addition of copper oxide led to a decrease in the Curie temperature of the material, as well as to an increase in the temperature coefficient of the initial magnetic permeability - T to μ n , which accordingly worsened the temperature stability of the operational parameters of the ferrite.
В авт. свид. №1841348 в состав композиции на основе никель-марганец-магниевого феррита вводился дополнительно индий с целью уменьшения коэрцитивной силы - Нс.In ed. certificate No. 1841348 in the composition based on Nickel-manganese-magnesium ferrite was added indium to reduce the coercive force - N with .
Однако наряду с положительным эффектом снижения величины Нс введение добавки индия приводило к снижению коэффициента прямоугольности, квадратности петли гистерезиса, а также к возрастанию температурного коэффициента начальной магнитной проницаемости - Ткμн.However, along with the positive effect of reducing the value of H with the introduction of the addition of indium led to a decrease in the squareness coefficient, the squareness of the hysteresis loop, and also to an increase in the temperature coefficient of the initial magnetic permeability - T to μ n .
Кроме того, с помощью упомянутых способов воздействия на микроструктуру не представляется возможным точное регулирование размерами и зеренным составом микроструктуры готовых ферритовых изделий.In addition, with the help of the mentioned methods of influencing the microstructure, it is not possible to accurately control the size and grain composition of the microstructure of the finished ferrite products.
Наиболее слизким к предлагаемому способу является способ регулирования микроструктуры, описанный в книге Рабкина Л.И. и др. "Ферриты", изд. "Энергия", Ленинград, 1968 г., в котором для улучшения электромагнитных параметров ферритов использовали изменение температурных режимов спекания и введение различного рода добавок.The closest to the proposed method is the method of regulating the microstructure, described in the book of Rabkin L.I. and others. "Ferrites", ed. "Energy", Leningrad, 1968, in which to improve the electromagnetic parameters of ferrites, a change in the temperature regimes of sintering and the introduction of various kinds of additives were used.
Известный способ включает следующие технологические операции: приготовление шихты из порошкообразных окислов; перемешивание и помол исходных материалов, сушка шихты, брикетирование шихты, предварительный ожиг брикетов, помол обожженных брикетов, приготовление пресспорошка, прессование изделий, сушка и спекание изделий.The known method includes the following technological operations: preparation of a mixture of powdered oxides; mixing and grinding of raw materials, drying of the mixture, briquetting of the mixture, pre-burning of briquettes, grinding of burnt briquettes, preparation of press powder, pressing of products, drying and sintering of products.
Недостатком этого способа является ограниченная возможность управления микроструктурой из-за того, что температурный интервал спекания ограничен, с одной стороны - возможность термического разложения феррита, а с другой - оказывает существенное влияние на плотность спекаемого материала и его механическую прочность.The disadvantage of this method is the limited ability to control the microstructure due to the fact that the temperature range of sintering is limited, on the one hand, the possibility of thermal decomposition of ferrite, and on the other hand, it has a significant effect on the density of the sintered material and its mechanical strength.
Таким образом, целью предлагаемого изобретения является расширение возможности регулирования структурочувствительных параметров ферритов путем управления их микроструктурой, т.е. изготовление ферритов с заданной величиной зерен при высокой их однородности по размерам.Thus, the purpose of the present invention is to expand the possibility of regulating the structure-sensitive parameters of ferrites by controlling their microstructure, i.e. production of ferrites with a given grain size with their high uniformity in size.
Поставленная цель достигается тем, что в ферритовый пресс-порошок, прошедший предварительный обжиг при температурах 700÷10000°С, вводится от 5 до 50% по весу частиц поликристаллического или монокристаллического ферритового материала с размером частиц 15-40 мкм, т.е. в 5÷10 раз больше размера частиц основной фракции ферритового порошка - продукта первого обжига. С целью избежания вторичной рекристаллизации вводимые частицы обжигаются при температуре на 50÷100°С выше температуры обжига прессовок готовых изделий.This goal is achieved by the fact that from 5 to 50 wt. 5÷10 times larger than the particle size of the main fraction of the ferrite powder - the product of the first firing. In order to avoid secondary recrystallization, the introduced particles are fired at a temperature of 50÷100°C higher than the firing temperature of finished product compacts.
При этом для ограничения роста частиц основной фракции ферритового порошка в пресс-порошок вводятся тонкодисперсные до 1 мк тугоплавкие окислы, например окись алюминия в количестве 1-3 вес.%.In this case, to limit the growth of particles of the main fraction of the ferrite powder, finely dispersed up to 1 micron refractory oxides are introduced into the press powder, for example, aluminum oxide in an amount of 1-3 wt.%.
Для достижения равномерности распределения введенных порошков по объему смесь тщательно перемешивают в смесителях и затем прессуют изделия требуемой формы.To achieve a uniform distribution of the introduced powders over the volume, the mixture is thoroughly mixed in mixers and then the products of the required shape are pressed.
В предлагаемом способе изготовления ферритов в процессе спекания прессовок готовых изделий рекристаллизация практически отсутствует и микроструктура феррита соответствует зернистости пресс-порошка.In the proposed method for the manufacture of ferrites in the process of sintering compacts of finished products, recrystallization is practically absent and the microstructure of the ferrite corresponds to the granularity of the press powder.
Процентное содержание в пресс-порошке введенных частиц определяет конечный размер зерен в спеченном феррите, а их равномерное распределение по объему определяет требуемую высокую однородность распределения зерен по размерам в спеченном феррите, а их равномерное распределение по объему определяет требуемую высокую однородность распределения зерен по размерам в спеченном феррите. Величина образовавшихся зерен определяет величину коэрцитивной силы - Нс, начальную магнитную проницаемость - μн материала, а степень однородности распределения зерен по размерам - значения коэффициента прямоугольности - α, квадратности - RS петли гистерезиса и температурного коэффициента начальной магнитной проницаемости - Ткμн.The percentage of introduced particles in the press powder determines the final grain size in sintered ferrite, and their uniform volume distribution determines the required high uniformity of grain size distribution in sintered ferrite, and their uniform volume distribution determines the required high uniformity of grain size distribution in sintered ferrite. ferrite. The size of the grains formed determines the value of the coercive force - H c , the initial magnetic permeability - μ n of the material, and the degree of uniformity of grain size distribution - the values of the squareness coefficient - α, squareness - R S of the hysteresis loop and the temperature coefficient of the initial magnetic permeability - T to μ n .
Таким образом удается получить требуемую микроструктуру в ферритовых изделиях, соответствующую оптимальным эксплуатационным характеристикам.Thus, it is possible to obtain the required microstructure in ferrite products, corresponding to the optimal performance.
Примером конкретного выполнения может быть улучшение электромагнитных параметров, например, снижение уровня СВЧ потерь и величины управляющих постоянных полей феррита марки 3С415 состава (в вес.%):An example of a specific implementation can be an improvement in electromagnetic parameters, for example, a decrease in the level of microwave losses and the magnitude of the control constant fields of ferrite brand 3C415 composition (in wt.%):
Предварительный обжиг шихты проводился при температуре 900±20°С в течение 2-х часов.The preliminary firing of the mixture was carried out at a temperature of 900±20°C for 2 hours.
Вводимые частицы размерам 25 ммк приготовляли из ферритового порошка-продукта вторичного обжига, обжигали при температуре 1250±30°C и вводили в пресс-порошок, Одновременно в пресс-порошок вводили окись алюминия в количестве 1% от веса пресс-порошка.Introduced particles with a size of 25 μm were prepared from a ferrite powder - a product of secondary firing, fired at a temperature of 1250 ± 30°C and introduced into the press powder. At the same time, aluminum oxide was introduced into the press powder in an amount of 1% by weight of the press powder.
Для достижения равномерности распределения введенных частиц по объему пресс-порошок, в котором содержались крупные и мелкие частицы в требуемом соотношении, подвергали перемешиванию в смесителе.To achieve a uniform distribution of the introduced particles by volume, the press powder, which contained large and small particles in the required ratio, was subjected to mixing in a mixer.
Прессование заготовок производили на гидравлическом прессе под давлением 1,5 т/ем2. Обжиг заготовок изделий производили при температуре 1150±30°С в течение 20 часов.The blanks were pressed using a hydraulic press at a pressure of 1.5 t/cm 2 . Roasting of workpieces was carried out at a temperature of 1150±30°C for 20 hours.
Некоторые параметры феррита 3С415 приведены в табл. 1.Some parameters of ferrite 3S415 are given in Table. 1.
Таблица 1.Table 1.
Другим примером конкретного выполнения может быть использование предлагаемого способа с целью увеличения начальной магнитной проницаемости - μн (гс/э) феррита марки 2000 НМ без изменения температурной стабильности его эксплуатационных параметров. Предварительный обжиг шихты проводился при температуре 1000°С в течение 5 часов.Another example of a specific implementation may be the use of the proposed method in order to increase the initial magnetic permeability - μ n (gf/e) ferrite grade 2000 NM without changing the temperature stability of its performance parameters. The preliminary firing of the mixture was carried out at a temperature of 1000°C for 5 hours.
Вводимые частицы размером 30-35 мкм приготовляли из ферритового порошка - продукта вторичного обжига, обжигали при температуре 1350±10°С и вводили в пресс-порошок, Одновременно в пресс-порошок вводили окись алюминия в количестве 2% от веса пресс-порошка. Пресс-порошок с введенными частицами перемешивали в смесителе.Introduced particles with a size of 30-35 μm were prepared from ferrite powder - a product of secondary firing, fired at a temperature of 1350 ± 10 ° C and introduced into the press powder. At the same time, aluminum oxide was introduced into the press powder in an amount of 2% by weight of the press powder. The press powder with the introduced particles was mixed in the mixer.
Прессование заготовок производили на гидравлическом прессе под давлением 2 т/см2, обжиг заготовок готовых изделий при температуре 1300°С±10°С в течение 8 часов.The workpieces were pressed using a hydraulic press at a pressure of 2 t/cm 2 , and the workpieces were fired at a temperature of 1300°C±10°C for 8 hours.
Некоторые параметры феррита 2000 НМ приведены в табл. 2.Some parameters of ferrite 2000 NM are given in Table. 2.
Таблица 2.Table 2.
Использование предлагаемого способа получения ферритовых материалов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:The use of the proposed method for producing ferrite materials provides the following advantages in comparison with existing methods:
- возможность получения ферритовых материалов с заданной микроструктурой, определяемой комплексом структурочувствительных свойств и большой однородностью зерен по размерам без изменения температурной стабильности ферритовых элементов, изготовленных из этих материалов;- the possibility of obtaining ferrite materials with a given microstructure, determined by a complex of structure-sensitive properties and a large grain size uniformity without changing the temperature stability of ferrite elements made from these materials;
- снижение магнитных и диэлектрических потерь - tg δм и tg δд;- reduction of magnetic and dielectric losses - tg δ m and tg δ d ;
- повышение α, RS материалов и уменьшение Тк μн, т.е. повышение помехоустойчивости изготовляемых элементов, что значительно повысит качество и надежность устройств, использующих ферритовые элементы.- increase in α, R S of materials and decrease in Tk μ n , i.e. increasing the noise immunity of manufactured elements, which will significantly improve the quality and reliability of devices using ferrite elements.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1841349C true RU1841349C (en) | 2023-07-31 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB944745A (en) * | 1961-07-10 | 1963-12-18 | Standard Telephones Cables Ltd | Improved magnetic ferrite materials |
DE1918909A1 (en) * | 1968-04-13 | 1969-10-23 | Tdk Electronics Co Ltd | Ferromagnetic ferrites and ferroelectric materials and processes for their manufacture |
SU398347A1 (en) * | 1971-12-07 | 1973-09-27 | Московское ордена Легиша , ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище имени Н. Э. Баумана | METHOD FOR CHOOSING THE TEMPERATURE) OF HOT PRESSING OF FERRITE PREPARATIONS |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB944745A (en) * | 1961-07-10 | 1963-12-18 | Standard Telephones Cables Ltd | Improved magnetic ferrite materials |
DE1918909A1 (en) * | 1968-04-13 | 1969-10-23 | Tdk Electronics Co Ltd | Ferromagnetic ferrites and ferroelectric materials and processes for their manufacture |
SU398347A1 (en) * | 1971-12-07 | 1973-09-27 | Московское ордена Легиша , ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище имени Н. Э. Баумана | METHOD FOR CHOOSING THE TEMPERATURE) OF HOT PRESSING OF FERRITE PREPARATIONS |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Рабкин Л.И. Ферриты: Строение, свойства, технология производства / Ленинград: Энергия, Ленингр отд-е, 1968 г. - 384 с. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2452529A (en) | Magnet core | |
US2575099A (en) | Magnetic compositions | |
US2700023A (en) | Process of making molded ceramic ferromagnetic products | |
US2734034A (en) | Magnetic compositions | |
RU1841349C (en) | Method for producing ferrite materials | |
US3003966A (en) | Polycrystalline garnet materials | |
US2961407A (en) | Mixed ferrite composition | |
US2828264A (en) | Manufacture process of permanent magnets from sintered mixtures of oxides | |
US3046227A (en) | Ferromagnetic material | |
US3458927A (en) | Method for improving the switching coefficient of ferrites with hysteresis loops of rectangular shape | |
US3242089A (en) | Heat-treating method for modifying permeability and quality factor of nickel-zinc-cobalt ferrite | |
JPH0927430A (en) | Manufacture of ferrite magnet | |
US3461072A (en) | Ferrimagnetic material for use at frequencies higher than 50 mc./sec. having reduced loss factor and higher quality factor | |
US6187218B1 (en) | Method of producing Ni-Cu-Zn ferrite material | |
US3609083A (en) | Heat treatment of nickel zinc cobalt ferrite | |
US3450635A (en) | Nickel ferrites containing cobalt,lead and silicon | |
US3072576A (en) | Ferrites having rectangular hysteresis loops and method for manufacture of same | |
US3043777A (en) | Methods for preparing improved magnetic bodies | |
SU1005198A1 (en) | Method of manufacturing manganese-containing ferrites with rectangular hysteresis loop | |
SU839689A1 (en) | Ferrite producing method | |
US2987481A (en) | Manganese-zinc ferrite | |
SU934555A1 (en) | Method of manufacturing lithium ferrites and iron garnets | |
JPS6131601B2 (en) | ||
GB740894A (en) | Improvements in or relating to ferromagnetic material or ferromagnetic bodies and methods of manufacturing such material | |
JPH06333724A (en) | Sintered ferrite with crystallite particle and manufacture thereof |