RU2536022C1 - Method for obtaining ferritic items by radiation thermal sintering - Google Patents
Method for obtaining ferritic items by radiation thermal sintering Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536022C1 RU2536022C1 RU2013143525/02A RU2013143525A RU2536022C1 RU 2536022 C1 RU2536022 C1 RU 2536022C1 RU 2013143525/02 A RU2013143525/02 A RU 2013143525/02A RU 2013143525 A RU2013143525 A RU 2013143525A RU 2536022 C1 RU2536022 C1 RU 2536022C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sintering
- ferrite
- melting
- low
- additive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Magnetic Ceramics (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в электронной и радиопромышленности при производстве ферритовых материалов и изделий на их основе.The invention relates to powder metallurgy and can be used in the electronic and radio industries in the production of ferrite materials and products based on them.
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, C04B 35/26. Авторы: Суржиков А.П., Анненков Ю.М., Новиков B.C. и др.). Недостаток - способ характеризуется большой длительностью спекания, не обеспечивает требуемое качество процесса спекания магнитомягкой ферритовой керамики, не обеспечивает требуемое качество магнитомягких ферритов.A known method of radiation-thermal treatment (RTO) of materials, in particular products from ferrites and ceramics, provides sintering of ferrite blanks by irradiation with a penetrating pulsed electron beam (see AS USSR No. 1391808, B22F 3/24, C04B 35/26. : Surzhikov A.P., Annenkov Yu.M., Novikov BC, etc.). The disadvantage is the method is characterized by a long sintering time, does not provide the required quality of the sintering process of soft magnetic ferrite ceramics, does not provide the required quality of soft magnetic ferrites.
Известен также способ получения ферритовых изделий (а.с. СССР №1627324, B22F 3/12, H01F 1/34. Авторы: Суржиков А.П., Притулов A.M., Кожемякин В.А. и др.), позволяющий снизить длительность спекания, качество спекания.There is also a method of producing ferrite products (AS USSR No. 1627324, B22F 3/12, H01F 1/34. Authors: Surzhikov AP, Pritulov AM, Kozhemyakin VA, etc.), which reduces the sintering time , sintering quality.
Согласно способу синтезированный ферритовый материал, содержащий лекгоплавкую добавку, формуют в заготовки, нагревают их облучением проникающим импульсным электронным пучком со скоростью 420-520 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки, выдерживают под облучением и при данной температуре в течение 10-20 мин, после чего продолжают радиационный разогрев заготовок до температуры спекания и выдерживают их при температуре спекания и под облучением.According to the method, the synthesized ferrite material containing a low-melting additive is formed into preforms, heated by irradiation with a penetrating pulsed electron beam at a speed of 420-520 degrees per minute to the melting point of the low-melting additive, kept under irradiation and at this temperature for 10-20 minutes, after which continues radiation heating of the preforms to sintering temperature and maintain them at sintering temperature and under irradiation.
Однако этот способ не уменьшает существенно время спекания при радиационно-термическом способе получения магнитомягкой ферритовой керамики, не обеспечивает требуемое качество магнитомягких ферритов.However, this method does not significantly reduce sintering time with the radiation-thermal method for producing soft magnetic ferrite ceramics, it does not provide the required quality of soft magnetic ferrites.
Известны легкоплавкие добавки в виде оксида металла, использующиеся для улучшения процесса спекания ферритовой керамики (например, Bi2O3, CdO; см.: а.с. СССР №1627324, B22F 3/12, H01F 1/34. Авторы: Суржиков А.П., Притулов A.M., Кожемякин В.А. и др.). Однако данные добавки не лишены недостатков, поскольку не обеспечивают требуемое качество процесса спекания ферритовой керамики, не обеспечивают получение керамики с высокими электромагнитными характеристиками.Fusible additives in the form of metal oxide are known to be used to improve the sintering process of ferrite ceramics (for example, Bi 2 O 3 , CdO; see: AS USSR No. 1627324, B22F 3/12, H01F 1/34. Authors: Surzhikov A .P., Pritulov AM, Kozhemyakin V.A. et al.). However, these additives are not without drawbacks, because they do not provide the required quality of the sintering process of ferrite ceramics, do not provide ceramics with high electromagnetic characteristics.
Цель изобретения - 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, достижение характеристиками ферритов требуемых параметров.The purpose of the invention is to improve the sintering process of soft magnetic ferrite materials and products based on them by radiation-heat treatment, as well as to reduce sintering time during sintering by the method of radiation-heat treatment, to achieve the required parameters by the characteristics of ferrites.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый способ получения ферритовых изделий путем радиационно-термического спекания, включающий синтез ферритового материала, введение лекгоплавкой добавки, приготовление пресс-порошка, прессование заготовок, их нагревание до температуры спекания облучением проникающим электронным пучком и выдержку при температуре спекания под облучением, осуществление изотермической выдержки в процессе нагревания в течение 10-20 мин при температуре плавления легкоплавкой добавки, отличается тем, что с целью уменьшения времени спекания магнитомягкой ферритовой керамики, использования способа для магнитомягких ферритов, а также улучшения электромагнитных характеристик последних перед введением в синтезированную шихту легкоплавкой добавки, осуществляют механоактивацию последней в планетарной мельнице в течение 25-50 минут и вводят механоактивированную легкоплавкую добавку в синтезированную шихту в количестве 0,01-0,05 мас.% от общей массы ферритовой шихты.This goal is achieved by the fact that the proposed method for producing ferrite products by radiation-thermal sintering, including the synthesis of ferrite material, the introduction of a refractory additive, preparation of a press powder, pressing the blanks, heating them to sintering temperature by irradiation with a penetrating electron beam and exposure to sintering temperature under irradiation the implementation of isothermal exposure during heating for 10-20 minutes at the melting temperature of the low-melting additives, characterized in that In order to reduce the sintering time of soft magnetic ferrite ceramics, to use the method for soft magnetic ferrites, as well as to improve the electromagnetic characteristics of the latter before introducing a fusible additive into the synthesized charge, they are mechanically activated in a planetary mill for 25-50 minutes and mechanically activated fusible additive is introduced into the synthesized charge in an amount 0.01-0.05 wt.% Of the total mass of the ferrite mixture.
Механоактивация синтезированного в планетарной мельнице ферритового материала обеспечивает увеличение его активности при спекании, что повышает плотность материала после спекания и уровень электромагнитных свойств.The mechanical activation of the ferrite material synthesized in a planetary mill provides an increase in its activity during sintering, which increases the density of the material after sintering and the level of electromagnetic properties.
Примеры реализации способаMethod implementation examples
Пример 1. В синтезированные по оксидной технологии порошки марганец-цинкового феррита вводили оксид висмута 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 воздействия быстрыми электронами энергии 4 МэВ, значение тока в импульсе 400 мA, частота следования импульсов 50 Гц. В процессе нагрева осуществлялась изотермическая выдержка в течение 10 мин при температуре 820°C. Минимальное время РТ-спекания определялось исходя из обеспечения плотности феррита не менее 95% от теоретической плотности.Example 1. Bismuth oxide was introduced into manganese-zinc ferrite powders synthesized by oxide technology, followed by preparation of a press powder with polyvinyl alcohol as a binder. K20 × 12 × 6 ring preforms obtained by pressing under a pressure of 200 MPa, after drying to a moisture content of less than 0.5 wt.%, Were subjected to PTO by applying fast electrons with an energy of 4 MeV, the pulse current value was 400 mA, and the pulse repetition rate was 50 Hz. During heating, isothermal exposure was carried out for 10 min at a temperature of 820 ° C. The minimum RT-sintering time was determined on the basis of providing a ferrite density of at least 95% of theoretical density.
Использовался оксид висмута Bi2O3 ГОСТ 10216-75 марки «чда» исходный, а также механоактивированный путем измельчения и механической активации порошка в шаровой планетарной мельнице АПФ-3. Время активации составляло 20, 25, 35, 50 и 75 мин. Результаты исследований показали, что механоактивация позволяет на 7% уменьшить время РТО магнитомягких ферритов до их полной готовности и повысить уровень электромагнитных свойств.We used bismuth oxide Bi 2 O 3 GOST 10216-75 of the “chda” grade, initial, as well as mechanically activated by grinding and mechanical activation of the powder in an APF-3 planetary ball mill. The activation time was 20, 25, 35, 50, and 75 minutes. The research results showed that mechanical activation can reduce the time of the magnetic resonance of magnetically soft ferrites by 7% until they are completely ready and increase the level of electromagnetic properties.
В табл.1-4 представлены результаты зависимости времени РТО, требующегося для полной готовности разработанных магнитомягких ферритов, содержащих 0,03 мас.% оксида висмута, от времени механоактивации в планетарной мельнице АПФ-3. Средний размер частиц после механоактивации оценивали на газовом хроматографе ЛХМ-8МД. Значения электромагнитных параметров получены по усредненным данным на 5 образцах.Table 1-4 shows the results of the dependence of the PTO time required for the complete readiness of the developed soft magnetic ferrites containing 0.03 wt.% Bismuth oxide on the time of mechanical activation in the APF-3 planetary mill. The average particle size after mechanical activation was evaluated on an LHM-8MD gas chromatograph. The values of the electromagnetic parameters were obtained from averaged data on 5 samples.
Как видно из представленных в табл.1-4 данных, наилучшие результаты для РТО и уровень параметров магнитомягкой ферритовой керамики оказывает оксид Bi2O3 (как легирующая добавка) после проведения механоактивации на планетарной мельнице АПФ-3 в течение 35 минут. При выходе за предел изобретения менее 25 минут время РТО заметно возрастает, а увеличение времени обработки более 50 минут не приводит к заметному изменению параметров спекания. Механизм улучшения процесса спекания ферритовой керамики в присутствии оксида Bi2O3 состоит в следующем. Оксид висмута является легкоплавкой добавкой и плавится уже при температуре немного выше 800°C. При этом имеет место процесс спекания феррита с участием жидкой фазы. С участием жидкой фазы процесс спекания проходит интенсивнее. Процесс механоактивации и наноразмерное состояние снижают температуру плавления оксида висмута, увеличивают площадь контакта и химическую активность участников реакции в процессе спекания, обеспечивают увеличение уровня электромагнитных свойств.As can be seen from the data presented in Tables 1-4, the best results for PTO and the level of parameters of soft magnetic ferrite ceramics are exerted by Bi 2 O 3 oxide (as an alloying additive) after mechanical activation at the APF-3 planetary mill for 35 minutes. When going beyond the scope of the invention for less than 25 minutes, the PTO time increases markedly, and an increase in processing time of more than 50 minutes does not lead to a noticeable change in sintering parameters. The mechanism for improving the sintering process of ferrite ceramics in the presence of Bi 2 O 3 oxide is as follows. Bismuth oxide is a low-melting additive and melts even at a temperature slightly above 800 ° C. In this case, the process of sintering of ferrite with the participation of the liquid phase takes place. With the participation of the liquid phase, the sintering process proceeds more intensively. The process of mechanical activation and nanoscale state reduce the melting point of bismuth oxide, increase the contact area and chemical activity of the reaction participants in the sintering process, provide an increase in the level of electromagnetic properties.
Пример 2. В синтезированные по оксидной технологии порошки марганец-цинкового феррита, вводили оксид висмута, 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 воздействия быстрыми электронами энергии 6 МэВ, значение тока в импульсе 500 mA, частота следования импульсов 250 Гц. В процессе нагрева осуществлялась изотермическая выдержка в течение 20 мин при температуре 820°C. Минимальное время РТ-спекания определялось исходя из обеспечения плотности феррита не менее 95% от теоретической плотности.Example 2. In synthesized by oxide technology, manganese-zinc ferrite powders, bismuth oxide was introduced, followed by preparation of a press powder with polyvinyl alcohol as a binder. K20 × 12 × 6 ring billets obtained by pressing under a pressure of 200 MPa, after drying to a moisture content of less than 0.5 wt.%, Were subjected to PTO by exposure to fast electrons of 6 MeV, the current value per pulse was 500 mA, and the pulse repetition rate was 250 Hz. During heating, isothermal exposure was carried out for 20 min at a temperature of 820 ° C. The minimum RT-sintering time was determined on the basis of providing a ferrite density of at least 95% of theoretical density.
Использовался оксид висмута Bi2O3 ГОСТ 10216-75 марки «чда» исходный, а также механоактивированный путем измельчения и механической активации порошка в шаровой планетарной мельнице АПФ-3. Время активации составляло 35 мин. Результаты исследований показали, что использование способа позволяет на 12% уменьшить время РТО магнитомягких ферритов до их полной готовности, повысить уровень электромагнитных свойств.We used bismuth oxide Bi 2 O 3 GOST 10216-75 of the “chda” grade, initial, as well as mechanically activated by grinding and mechanical activation of the powder in an APF-3 planetary ball mill. The activation time was 35 minutes. The research results showed that the use of the method allows 12% to reduce the time of the PTO of soft magnetic ferrites to their full readiness, to increase the level of electromagnetic properties.
В табл.5-8 представлены результаты зависимости времени РТО, требующегося для полной готовности разработанных магнитомягких ферритов, содержащих механоактивированный оксид висмута, от его количества. Значения электромагнитных параметров получены по усредненным данным на 5 образцах.Table 5-8 presents the results of the dependence of the PTO time required for the complete readiness of the developed soft magnetic ferrites containing mechanically activated bismuth oxide on its amount. The values of the electromagnetic parameters were obtained from averaged data on 5 samples.
Как видно из представленных в табл.5-8 данных, наилучшие результаты для РТО магнитомягкой ферритовой керамики демонстрирует при введении механоактивированного оксида Bi2O3 (как легирующая добавка) в количестве 0,03 мас.% При выходе за предел изобретения менее 0,008 мас.% время РТО заметно возрастает, а увеличение содержания более 0,05% не приводит к заметному изменению параметров спекания, но может снизить уровень электромагнитных параметров. Процесс механоактивации и наноразмерное состояние снижают температуру плавления оксида висмута, увеличивают площадь контакта и химическую активность участников реакции в процессе спекания, что обеспечивает повышение уровня электромагнитных свойств.As can be seen from the data presented in Tables 5-8, the best results for PTO of magnetically soft ferrite ceramics are demonstrated with the introduction of mechanically activated oxide Bi 2 O 3 (as a dopant) in an amount of 0.03 wt.% When going beyond the scope of the invention less than 0.008 wt. % PTO time increases markedly, and an increase in the content of more than 0.05% does not lead to a noticeable change in sintering parameters, but can reduce the level of electromagnetic parameters. The process of mechanical activation and nanoscale state reduce the melting point of bismuth oxide, increase the contact area and the chemical activity of the reaction participants in the sintering process, which ensures an increase in the level of electromagnetic properties.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143525/02A RU2536022C1 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method for obtaining ferritic items by radiation thermal sintering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143525/02A RU2536022C1 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method for obtaining ferritic items by radiation thermal sintering |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536022C1 true RU2536022C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013143525/02A RU2536022C1 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method for obtaining ferritic items by radiation thermal sintering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536022C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580114C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Method of producing ferroelectric ceramic material based on bismuth ferrite |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1627324A1 (en) * | 1988-11-22 | 1991-02-15 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of preparing ferrite articles |
RU2018988C1 (en) * | 1991-04-09 | 1994-08-30 | Томский политехнический университет | Method of making ferrite articles |
CN102231312A (en) * | 2011-04-16 | 2011-11-02 | 江门安磁电子有限公司 | Low-total harmonic distortion (THD) wideband high-permeability MnZn ferrite material and manufacturing method thereof |
-
2013
- 2013-09-26 RU RU2013143525/02A patent/RU2536022C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1627324A1 (en) * | 1988-11-22 | 1991-02-15 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of preparing ferrite articles |
RU2018988C1 (en) * | 1991-04-09 | 1994-08-30 | Томский политехнический университет | Method of making ferrite articles |
CN102231312A (en) * | 2011-04-16 | 2011-11-02 | 江门安磁电子有限公司 | Low-total harmonic distortion (THD) wideband high-permeability MnZn ferrite material and manufacturing method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2580114C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Method of producing ferroelectric ceramic material based on bismuth ferrite |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Humbe et al. | Impact of Jahn Teller ion on magnetic and semiconducting behaviour of Ni-Zn spinel ferrite synthesized by nitrate-citrate route | |
CN107282928B (en) | Method and device for preparing high-silicon steel thin strip by powder diffusion method under magnetic field | |
WO2017024927A1 (en) | Rare earth permanent magnet and method for preparing same | |
CN106011581B (en) | One kind is containing vanadium without magnetic Ti (C, N) based ceramic metal and preparation method thereof | |
JP2011506072A5 (en) | ||
RU2536022C1 (en) | Method for obtaining ferritic items by radiation thermal sintering | |
US2864734A (en) | Magnetic flake core and method of | |
US2238382A (en) | Formation of ferrous metal powders and formation of articles by sintering | |
CN102601367A (en) | Heat treatment method of radiation or multi-pole orientation magnet ring | |
JPWO2012114530A1 (en) | Rare earth magnet manufacturing method | |
RU2534473C1 (en) | Manufacturing method of sintered hard-magnetic alloys based on iron-chrome-cobalt system | |
CN105905949B (en) | A kind of magnetic Fe3O4/Fe2O3The preparation method of composite nanorod | |
RU2548345C1 (en) | Method for obtaining ferrite items | |
RU2675417C2 (en) | Manganese antimonide doped with boron as a useful material of a permanent magnet | |
JPS6338216A (en) | Manufacture of corrosion-resistant rare-earth magnetic powder and magnetic unit made of the powder | |
RU2630142C1 (en) | Method of producing metallic fidstock | |
RU2533068C1 (en) | Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders | |
RU2607074C1 (en) | Method of producing powdered magnetically hard alloy 30h20k2m2v of iron-chrome-cobalt system | |
RU2660493C1 (en) | Method for obtaining polycrystalline garnet-type ferrites | |
US1838831A (en) | Metallic core for electromagnets | |
RU2537344C1 (en) | Sintering method of radar absorbent magnesium zinc ferrites | |
CH369833A (en) | Ferromagnetic body and method for producing such a ferromagnetic body | |
US9589723B2 (en) | Process of manufacturing of soft magnetic ceramic and its use | |
RU2442834C2 (en) | Method for improving mechanical properties of heavy alloy powder products based on tungsten and powder product with said improved properties | |
AT202785B (en) | Process for the production of a ferromagnetic material and ferromagnetic bodies consisting of such a material |