Разработка технологических процессов формирования структуры и свойств термостабильных Mn-Zn-ферритовых материалов с высокой магнитной проницаемостью

• Автор: Меньшова, Светлана Борисовна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Глава 1 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМОСТАБИЛЬНЫХ ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ Мд-2п-ФЕРРИТ0В

1.1 Перспективы использования высокопроницаемых Мп^п ферритов и технологические проблемы их производства
1.2 Фазовые равновесия в системе МпО-2пО- Ре203 и механизмы образования ферритов на их основе
1.3 Проблемы повышения эффективности технологии и модификации свойств связки для Мп-содержащих ферритовых порошков

1.4 Постановка задачи исследования

Глава 2 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1 Характеристики объектов исследования

2.2 Методика измерения основных магнитных свойств исследуемых ферритов

2.3. Методики структурных исследований ферритов

ГЛАВА 3 МОДИФИКАЦИЯ СОСТАВА И ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ Мп-гп-ФЕРРИТОВ С УЛУЧШЕННОЙ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТЬЮ

3.1. Влияние структуры и состава на основные свойства Мп^п ферритов

3.2 Разработка технологии очистки железосодержащего сырья для производства высокопроницаемых Мп-7п ферритов
3.3 Разработка технологии высокопроницаемых ферритов с использованием карбонильного железа
Краткие выводы по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ И СВЯЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ Мп-Хп-ФЕРРИТОВЫХ ПОРОШКОВ 91 4Л Разработка связующих веществ для приготовления гранулированных порошков и паст
4.2 Разработка связующих веществ для производства пленочных магнитных экранов литьем водных шликеров
4.3 Разработка технологии сушки суспензии с использованием вальцовой сушилки
Краткие выводы по 4 главе
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ И ТЕРМОСТАБИЛЬНЫХ Мп-гп-ФЕРРИТОВ
5.1 Разработка ресурсосберегающих процессов получения ферритов с изотропной и мелкозернистой структурой
5.2 Исследование особенностей химического модифицирования поверхности частиц феррита в водной среде
5.3. Реология активированного спекания ферритов
5.4 Особенности технологии Мп-2п-ферритов при использовании отходов их промышленного производства
Краткие выводы по 5 главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт научно-технической комиссии о реализации ре- 166 зультатов диссертации
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Расчет годового экономического эффекта от внедрения результатов исследований на ООО «Мета-Феррит» в 2006 году
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Патент «Способ сушки водной суспензии шихты марганец-цинкового феррита на вальцовой сушилке»

Актуальность темы
Развитие отрасли машиностроения, в частности, сварочного и станочного оборудования, характеризуется тенденцией уменьшения габаритов трансформаторов блоков питания, при одновременном увеличении их мощности и рабочих частот. Это неразрывно связано с разработкой новых магнитопрово-дов из магнитомягких материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью, низкими потерями в области высоких частот и стабильностью свойств при изменении внешних условий. Наиболее востребованными среди этих материалов являются марганец-цинковые ферриты. Рабочая индукция в магнитопроводах из этих ферритов достигает 0,2 Тл, а магнитная проницаемость превышает 2000, что значительно выше, чем при использовании других магнитомягких материалов в диапазоне частот от 10 кГц до 10 МГц. Именно это обстоятельство позволяет изготавливать большую номенклатуру высокочастотных трансформаторов.
Повышение надежности и экономичности электротехнических устройств, уменьшение их габаритов невозможно без использования в них ферритовых материалов с улучшенными свойствами, в частности с магнитной проницаемостью более 10000 в сочетании с высокой термостабильностью (относительный температурный коэффициент магнитной проницаемости менее 0,2-10'6 °С'' в широком температурном диапазоне от-50°С до + 155 °С). Однако существующая технология высокопроницаемых ферритов не обеспечивает требуемую термостабильность свойств. В связи с этим комплексный подход к поиску путей улучшения термостабильности параметров ферритов и эффективных способов управления свойствами через создание новых составов ферритов и совершенствование технологических процессов изготовления изделий из них представляется весьма актуальным.
Увеличение магнитной проницаемости ферритов а, следовательно, снижение потерь обычно достигается использованием сырьевых материалов вы-

ГЛАВА
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1 Характеристики объектов исследования
Основными объектами исследований являлись Мп-гп-ферритовые порошки и изделия на их основе, в том числе промышленных марок 6000НМ и 10000НМ, полученные с использованием различных сырьевых компонентов. Ферритовые изделия получали по оксидной технологии, включающей следующие основные технологические операции:
• синтез ферритовой шихты из исходных оксидов;
• измельчение и последующее гранулирование порошка с использованием связующих веществ;
• прессование изделий и последующее спекание при 1250 - 1350 °С с регулируемым составом газовой фазы;
• шлифовка и разбраковка изделий по основным электромагнитным параметрам и геометрическим размерам.
Для изготовления ферритовых образцов исследовали реактивно чистые исходные химические компоненты с содержанием основного вещества свыше 99,6% массы (Ре203 марки МТВ ТУ 14-15-228-90, Ре203 “чда” ТУ 6-09-5346, Мп304 (8ЕОЕМА квалификации «НР»), МпС03 “чда” ГОСТ 7205-77, Мп02 “ч” ТУ 6-09-27-327-92)МёО “чда” ГОСТ 4526-75, Са(ОН)2 “чда” ГОСТ 9262-73, гпО “чда” ГОСТ 10262-73, СиО “чда” ГОСТ 16539-79, №0 “ч” ТУ 6-09-4125-80, №0 “чда” ГОСТ 17607-72, а также нетрадиционные материалы (Ре203 в виде продукта переработки отработанных травильных растворов с Новолипецкого металлургического комбината, карбонильное железо марки Р10. Данные по химическому составу этого сырья приведены в таблице 2.1.