RU2476939C1 - Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений - Google Patents
Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476939C1 RU2476939C1 RU2011136044/05A RU2011136044A RU2476939C1 RU 2476939 C1 RU2476939 C1 RU 2476939C1 RU 2011136044/05 A RU2011136044/05 A RU 2011136044/05A RU 2011136044 A RU2011136044 A RU 2011136044A RU 2476939 C1 RU2476939 C1 RU 2476939C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- anisotropic
- coatings
- force based
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении устройств магнитной записи высокой плотности и постоянных магнитов. Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений включает синтез магнитных композиционных порошков. Для этого магнитные порошки гексаферрита стронция помещают равномерно в канавку на поверхности деформируемых металлов и сплавов, проводят подпрессовку. Затем осуществляют прокатку с защитной прослойкой из фольги титана между порошком и прокатными валками в интервале температур от 20 до 600°С, с последующим отжигом при температурах 800-850°С продолжительностью не менее 2,5 часов. Изобретение позволяет повысить коэрцитивную силу и степень ее анизотропности в магнитных покрытиях на основе гексаферрита стронция. 2 табл.
Description
Изобретение относится к разработке металлургических способов изготовления магнитных материалов, а именно к использованию технологии прессования и прокатки для текстурирования однодоменных частиц магнитотвердых материалов на основе гексаферрита стронция, в том числе легированного различными элементами. Получаемый материал может быть использован в виде покрытий на металлических и неметаллических подложках для применения в устройствах магнитной записи высокой плотности и постоянных магнитах.
Гексаферрит стронция и материалы на его основе являются распространенными магнитотвердыми материалами. Наиболее известным способом их получения является метод термической кристаллизации стеклообразных предшественников в системах ВаО-Fe2O3-B2O3 и Sr-Fe2O3-В2О3. Указанный метод описан в работе [Shirk B.T., Buessem W.R., Journal of American Ceramic Society, 1970, 53(4), 192-196] и патентах [US 3630667 Production of Barium Ferrite и US 3716630 Hard Magnetic Ferrites]. При этом величина коэрцитивной силы достигает 5350 и 5800 Э для гексаферритов бария и стронция соответственно. Недостатком этого метода является принципиальная невозможность получения текстурированного материала с анизотропной коэрцитивной силой и достижения более высоких ее значений.
В качестве прототипа изобретения выбран способ, описанный в работах [Д.Д.Зайцев, П.Е.Казин, А.В.Гаршев, Ю.Д.Третьяков, М.Янзен. Неорган.материалы, 2004, 40,1009-1013), D.D.Zaitsev, S.E.Kushnir, P.E.Kazin,, Yu.D.Tretyakov, M.Jansen (Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2006, 301, 489-494). Он предусматривает использование стекол в системе SrO-Fe2O3-Al2O3-B2O3 для получения ультрадисперсного гексаферрита стронция. Недостатком прототипа, как и в предыдущем случае, является то, что он не позволяет получать магнитотвердый материал с анизотропной коэрцитивной силой в поперечном и продольном направлениях магнитного поля.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа изготовления магнитных текстурированных материалов с анизотропной коэрцитивной силой вдоль направления прокатки магнитного покрытия и поперек.
Техническим результатом изобретения является повышение коэрцитивной силы и степени ее анизотропности в магнитных покрытиях на основе гексаферрита стронция.
Технический результат достигается тем, что в способе получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений, включающем синтез магнитных композиционных порошков, согласно изобретению магнитные порошки гексаферрита стронция помещают равномерно в канавку на поверхности деформируемых металлов и сплавов, проводят подпрессовку, затем прокатку с защитной прослойкой из фольги титана между порошком и прокатными валками в интервале температур от 20-600°С, с последующим отжигом при температурах 800-850°С продолжительностью не менее 2,5-х часов.
Поставленная задача решена благодаря тому, что обработанные методом прессования и прокатки материалы в виде покрытий или чешуек содержат однодоменные магнитные частицы, сориентированные в немагнитной матрице вдоль направления прокатки.
На первом этапе проводится синтез высококоэрцитивных частиц гексаферрита стронция по технологии кристаллизации стекол в системе SrO-Fe2O3-Al2O3-В2О3. Для успешного проведения синтеза необходимо соблюдение основного условия: - исходный состав стекла должен быть таковым, чтобы в конечном продукте гексаферрит стронция был доминирующей железосодержащей фазой (т.е. предполагается высокий выход желаемого продукта) и иметь тенденцию образовывать аморфное стекло при быстром охлаждении (т.е. должен содержать достаточное количество стеклообразующих компонентов). Этим условиям удовлетворяют составы вида SrFe12O16+n·SrmB2O3+m, где 6≤n≤12, 1≤m≤2. Кроме того, для модификации свойств стекол в указанные композиции могут быть внесены дополнительные добавки оксидов SrO, Al2O3, В2О3, Na2O и K2O (до 20 вес.%).
Для приготовления стекол используются соединения стронция, железа, алюминия, бора, натрия и калия, при термической обработке которых образуются соответствующие оксиды. Исходные вещества берутся в необходимых молярных соотношениях. Смесь исходных веществ нагревается до температур 1150-1600°С, при этом происходит их разложение и плавление. Полученный расплав при быстром охлаждении закаливается для образования стекла. Стекло представляет собой плотный аморфный материал.
Ультрадисперсные порошки гексаферрита стронция получают при растворении остальных фаз стеклокерамики, например, в растворах соляной или уксусной кислот. Частицы, формирующие порошки, по форме и размерам не отличаются от частиц в исходной стеклокерамике. Коэрцитивная сила порошков составляет не менее 5000 Э (400 кА/м), намагниченность насыщения порошков не менее 40 э.м.е./г (40 А·м2/кг).
На втором этапе проводится термообработка для кристаллизации частиц гексаферрита; размер и форма частиц зависят от условий термообработки. Высококоэрцитивные частицы SrFe12O19 формируются в процессе термообработки стекол при температурах 850-1000°С продолжительностью не менее 5-10 мин.
Частицы SrFe12O19 имеют форму гексагональных пластин с толщиной 50-150 нм и диаметром 200-500 нм (отношение толщина/диаметр находится в пределах 1/5-1/3). Степень замещения железа на алюминий составляет х=0.5-2.0. Коэрцитивная сила стеклокерамики составляет не менее 5000Э (400 кА/м), намагниченность насыщения не менее 12 э.м.е./г (12А·м2/кг).
На третьем этапе порошок, получаемый растворением немагнитной матрицы в разбавленном растворе соляной кислоты, размещают в виде равномерного слоя в канавке глубиной 1,5-2,0 мм на поверхности подложек из различных деформируемых металлов или сплавов (олова, алюминия, меди, титана и др.).
На четвертом этапе порошок сверху накрывают фольгой из титана и образец подвергают прессованию при температурах в интервале от 20 до 600°С под давлением от 5×103 кГ/см2 до 104 кГ/см2 в течение 5-10 мин. При этом наблюдается текстурирование частиц гексаферрита, дальнейшее утонение и текстурирование происходит в процессе прокатки. На пятом этапе образец подвергают холодной прокатке на двухвалковом стане, между верхним валком и магнитным покрытием во избежание прилипания порошка к поверхности валка прокладывается фольга титана с высокой чистотой поверхности, повышение степени чистоты поверхности фольги приводит к формированию высокочистой и высокоплотной структуры поверхности магнитного покрытия. В зависимости от степени деформации и количества проходов зависит толщина прокатанного покрытия (от 200-300 мкм до 10-20 мкм и менее).
На шестом этапе с целью спекания частиц проводится термообработка покрытия, при этом в зависимости от температуры и продолжительности отжига и температурного градиента возможен контролируемый рост магнитных частиц и дальнейшее текстурирование, что и приводит к усилению анизотропии коэрцитивной силы.
Для получения отдельных чешуек из гексаферрита стронция необходимо кратковременное оплавление подложки, например, в случаях подложек из олова, алюминия, а также кратковременный нагрев в случае меди, титана. Сравнение магнитных характеристик текстурированных материалов с исходными порошками композитов (номинальные составы - 1-й серии (SrFe12O19+8 SrB2O4) и 2-й серии (SrFe12O19+12Sr2B2O5) и серия 3 (SrFe11AlO19+8 SrB2O4) после прокатки на подложках (из меди и алюминия) и отжига при температурах (800, 850°С) в течение 2,5 часов представлено в таблице 1.
Степень текстурирования оценена при помощи полнопрофильного анализа рентгенограмм методом Ритфельда с установлением параметра преимущественной ориентации образца. Установлено, что во всех прокатанных покрытиях частицы порошка имеют преимущественную ориентацию в направлении с и перпендикулярно поверхности покрытия, что соответствует орентации пластинчатых кристаллов вдоль плосуости прокати. Степень текстурирования покрытий из порошков гексаферрита стронция, полученных на подложках из алюмия и меди, представлена в таблице 2.
Таблица 2 | ||
Степень тескстурирования покрытий из гексаферрита стронция, полученных прокаткой на подложках из алюминия и меди | ||
Подложка | Температура обработки, C° | Степень текстурирования |
Алюминий | 850 | 0,73 |
Медь | 850 | 0,73 |
Claims (1)
- Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений, включающий синтез магнитных композиционных порошков, отличающийся тем, что магнитные порошки гексаферрита стронция помещают равномерно в канавку на поверхности деформируемых металлов и сплавов, проводят подпрессовку, затем прокатку с защитной прослойкой из фольги титана между порошком и прокатными валками в интервале температур от 20 до 600°С, с последующим отжигом при температуре 800-850°С продолжительностью не менее 2,5 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136044/05A RU2476939C1 (ru) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136044/05A RU2476939C1 (ru) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2476939C1 true RU2476939C1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011136044/05A RU2476939C1 (ru) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476939C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1663047A1 (ru) * | 1989-02-01 | 1991-07-15 | Предприятие П/Я А-1819 | Способ получени магнитных покрытий |
US20100129540A1 (en) * | 2007-06-05 | 2010-05-27 | Bourns, Inc. | Method for the production of a magnetic layer on a substrate and printable magnetizable varnish |
RU2416491C2 (ru) * | 2009-07-07 | 2011-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДОРЭКСПЕРТ" | Способ получения магнитных гранул для электромагнитных аппаратов |
-
2011
- 2011-08-30 RU RU2011136044/05A patent/RU2476939C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1663047A1 (ru) * | 1989-02-01 | 1991-07-15 | Предприятие П/Я А-1819 | Способ получени магнитных покрытий |
US20100129540A1 (en) * | 2007-06-05 | 2010-05-27 | Bourns, Inc. | Method for the production of a magnetic layer on a substrate and printable magnetizable varnish |
RU2416491C2 (ru) * | 2009-07-07 | 2011-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДОРЭКСПЕРТ" | Способ получения магнитных гранул для электромагнитных аппаратов |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
D.D.ZAITSEV et al., Preparation of the SrFe 12 O 19 -based magnetic composites via boron oxide glass devitrification, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2006, 301, p.489-494. * |
D.D.ZAITSEV et al., Preparation of the SrFeO-based magnetic composites via boron oxide glass devitrification, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2006, 301, p.489-494. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Balamurugan et al. | Hf–Co and Zr–Co alloys for rare-earth-free permanent magnets | |
Balasubramanian et al. | Novel nanostructured rare-earth-free magnetic materials with high energy products | |
JP2024020286A (ja) | 窒化鉄磁性材料の印加磁場合成及び処理 | |
Masoudpanah et al. | Synthesis and characterization of nanostructured strontium hexaferrite thin films by the sol–gel method | |
EP3287534A1 (en) | FeNi ALLOY COMPOSITION CONTAINING L10-TYPE FeNi ORDERED PHASE, METHOD FOR PRODUCING FeNi ALLOY COMPOSITION INCLUDING L10-TYPE FeNi ORDERED PHASE, FeNi ALLOY COMPOSITION HAVING AMORPHOUS MAIN PHASE, PARENT ALLOY OF AMORPHOUS MEMBER, AMORPHOUS MEMBER, MAGNETIC MATERIAL, AND METHOD FOR PRODUCING MAGNETIC MATERIAL | |
US20160086704A1 (en) | Method of manufacturing anisotropic hot-deformed magnet using hot-deformation process and hot-deformed magnet manufactured thereby | |
CN1105394A (zh) | 具有极好脉冲衰减特性的微晶合金,及其应用和生产方法 | |
CA2974964A1 (en) | Preservation of strain in iron nitride magnet | |
Li et al. | Magnetic behavior of soft magnetic composites constructed by rapidly quenched flake-like FeSiAl alloy | |
Zaitsev et al. | Preparation of the SrFe12O19-based magnetic composites via boron oxide glass devitrification | |
Varadhaseshan et al. | On the preparation, structural and magnetic properties of ZnO: Co nanoparticles | |
CN106282508A (zh) | 一种制备纳米晶合金的热处理方法 | |
Daud et al. | Preparation and characterization of Sr1− xNdxFe12O19 derived from steel-waste product via mechanical alloying | |
Gorshenkov et al. | Magnetic properties of Mn-Al alloy after HPT deformation | |
CN111910054A (zh) | 一种高性能铁基非晶纳米晶带材的热处理方法 | |
Cao et al. | One-step synthesis of single phase micro-sized BaFe12O19 hexaplates via a modified hydrothermal approach | |
RU2476939C1 (ru) | Способ получения текстурированных покрытий с анизотропной коэрцитивной силой на основе магнитных соединений | |
Zhang et al. | Effect of high magnetic field annealing on the microstructure and magnetic properties of Co–Fe layered double hydroxide | |
Kazin et al. | Glass crystallization synthesis of ultrafine hexagonal M-type ferrites: Particle morphology and magnetic characteristics | |
El Shabrawy et al. | Crystallization of MgFe2O4 from a glass in the system K2O/B2O3/MgO/P2O5/Fe2O3 | |
Sandu et al. | Structure and magnetic properties of nanosized magnetite obtained by glass recrystallization | |
CN108242305B (zh) | 稀土永磁材料及其制备方法 | |
JP2024506431A (ja) | 高磁気誘導高周波ナノ結晶軟磁性合金及びその製造方法 | |
CN109754974B (zh) | 一种纳米晶合金磁芯及其制备方法 | |
JP5057211B2 (ja) | アモルファス金属成形体及びその製造方法 |