RU1841349C - Method for producing ferrite materials - Google Patents

Method for producing ferrite materials Download PDF

Info

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
Application number
SU0002216517A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Ейлевич Левин
Татьяна Александровна Еловских
Нина Александровна Назарчик
Original Assignee
Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" filed Critical Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга"
Application granted granted Critical
Publication of RU1841349C publication Critical patent/RU1841349C/en

Links

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering, in particular, the technology of manufacturing radio-absorbing materials based on ferrites and ferritodielectrics.
The claimed method for obtaining ferrite materials includes the preparation of the charge, its firing, grinding, preparation of press powder, pressing and sintering of products. After grinding the burnt charge, 5-50% of the resulting powder is subjected to additional firing at a temperature 50-150°C above the sintering temperature. The preparation of the press powder is carried out by introducing an additional burnt powder with a particle size of 15-40 microns into the powder obtained after grinding.
EFFECT: technical result is an increase in the magnetic properties of ferrite material.
1 cl, 2 dwg

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.%):

окись железаiron oxide 68,11 68.11 окись магнияmagnesium oxide 15,23 15.23 окись медиcopper oxide 10,72 10.72 закись марганцаmanganese oxide 3,77 3.77 запись никеляnickel record 2,17 2.17

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)

Способ получения ферритовых материалов, включающий приготовление шихты, ее обжиг, помол, обожженной шихты, приготовление пресс-порошка, прессование и спекание изделий, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитных свойств ферритового материала, после помола обожженной шихты 5-50% полученного порошка подвергают дополнительному обжигу при температуре на 50-150°С выше температуры спекания, а приготовление пресс-порошка осуществляют путем введения в полученный после помола порошок дополнительно обожженного порошка с размером частиц 15-40 мкм.A method for producing ferrite materials, including the preparation of a charge, its firing, grinding of the fired charge, the preparation of press powder, pressing and sintering of products, characterized in that, in order to increase the magnetic properties of the ferrite material, after grinding the fired charge, 5-50% of the resulting powder subjected to additional calcination at a temperature of 50-150°C higher than the sintering temperature, and the preparation of press powder is carried out by introducing additionally calcined powder with a particle size of 15-40 μm into the powder obtained after grinding.
SU0002216517A 1977-03-10 Method for producing ferrite materials RU1841349C (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1841349C true RU1841349C (en) 2023-07-31

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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