Технология измельчения РЗМ-содержащих лигатур методом гидрирования

• Автор: Карташов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Северск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень принятых сокращений.

Перечень основных обозначений

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 История открытия и области применения постоянных магнитов на основе РЗМ

1.2 Оценка мирового производства магнитов на основе РЗМ.

1.3 Способы получения магнитных сплавов на основе РЗМ.

1.3.1 Обзор способов получения магнитных сплавов на основе РЗМ

1.3.2 Сухая фторидная технология получения магнитных сплавов

1.3.3 Получение порошков магнитных сплавов

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРИРОВАНИЯ МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ.
2.1 Теоретические основы процесса гидрирования РЗМ
2.1.1 Общая характеристика и классификация гидридов.
2.1.2 Теоретические основы образования химической связи в гидридах
2.1.3 Гйдриды редкоземельных металлов.
2.1.4 Методы получения гидридов.
2.1.5 Подготовка металла к гидрированию.
2.1.6 Адсорбция водорода
2.1.7 Применение водорода в производстве РЗПМ.
2.1.8 Термодинамика процесса гидрирования лигатуры ЖТе.
2.2 Получение магнитных сплавов и лигатуры ЖРе.
2.3 Исследование процесса гидрирования высоконеодимовых
сплавов
2.3.1 Описание экспериментальной установки
2.3.2 Объект исследования.
2.3.3 Описание методик проведения экспериментов и анализов
2.3.4 Методика обработки экспериментальных данных.
2.3.5 Полученные результаты и их обсуждение.
2.4 Исследование коррозионной стойкости порошков гидридов высоконеодимовых сплавов ШБе
3 ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРИДНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВЫСОКОНЕОДИМОВЫХ СПЛАВОВ ШБе.
3.1 Гидрирование высоконеодимового сплава в опытно промышленных условиях.
3.1.1 Влияния давления водорода на продолжительность и скорость гидрирования.
3.1.2 Влияние температуры на скорость процесса гидрирования.
3.1.3 Влияние поверхности на скорость гидрирования
3.1.4 Исследование гидрирования лигатур Оу,ТЬ,РгРе.
4 ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРИДОВ В ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОВ
4.1 Корректировка химического состава тройного сплава методом твердофазного легирования ТФЛ.
4.2 Исследование процесса индукционного переплава лигатуры МГе с использованием механически активированных порошков
5 РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ГИДРИРОВАНИЯ
ВЫСОКОНЕОДИМОВЫХ СПЛАВОВ ЖРе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разработанный способ измельчения РЗМ-содержащих лигатур защищён патентом России. Практическая значимость. Данная технология опробована в промышленных условиях на предприятии ООО «ПОЗ - ПРОГРЕСС», г. Верхняя Пышма Свердловской области, где была наработана опытнопромышленная партия порошков лигатур (Ыб,Рг,Оу)-Р методом гидрирования сплавов, полученных по фторидной технологии на СХК. Проведено технико-экономическое обоснование создания участка по измельчению магнитных сплавов и лигатур методом гидрирования. Данная технология была применена на магнитном участке ХМЗ СХК при изготовлении опытной партии серийных магнитов Ыб-Ре-В, соответствующих ТУ. Материалы, изложенные в диссертационной работе, используются при чтении лекций студентам, а также были использованы при написании ряда методических пособий и монографии "Фторидные технологии в производстве магнитов". Высокоэнергетические постоянные магниты на основе системы Ыб-Ре-В были открыты более лет назад. За эти годы основа магнитов — редкоземельные металлы начали широко использоваться в промышленности как в виде высокочистых материалов, так и в виде сплавов, концентратов, оксидов и других химических соединений. Основная масса природных смесей РЗМ традиционно использовалась в металлургии для модификации сталей и сплавов, в нефтехимии в качестве катализаторов при крекинге нефти, в стекольной и керамической промышленностях и других отраслях. Для этих целей в начале -х годов расходовалось более % редкоземельного сырья [3]. Однако с середины -х годов стало сокращаться потребление продукции в традиционных масштабных областях их использования и резко расширилось производство и потребление индивидуальных РЗМ и их соединений для производства новых, современных материалов: постоянных магнитов, люминофоров, специальной стабилизированной керамики, микроудобрений для сельского хозяйства, высокотемпературных сверхпроводящих материалов и другой продукции [4-9]. Наиболее динамично в последнее десятилетие развивалось использование редкоземельных материалов для производства уникальных высокоэнергетических постоянных магнитов (ВЭПМ) на основе Бт-Со и Ыб-Ре-В []. Прогресс в производстве и потреблении редкоземельных постоянных магнитов в наиболее развитых странах объясняется рядом специфических свойств этих материалов. Например, они обладают магнитной энергией, в 3-5 раз превышающей магнитную энергию магнитов группы АЛЬНИКО и в 8- раз - ферритовых магнитов []. Sm-Co [, , ]. Первые публикации об открытии неодимовых магнитов появились в году [, ], а патенты на Sm-Co были опубликованы еще в году [, ]. Фирмы - разработчики и основные производители высокоэнергетических постоянных магнитов в настоящее время - "Sumitomo Special Metals Со" (Япония) и "General Motors Со" (США), а так же предприятия Китая. Постоянные магниты, особенно высокоэнергетические, становятся незаменимыми в условиях, когда необходимо снизить в изделиях энергозатраты, габариты, инерционность, тепловые потери, расход материалов, индуктивность [,]. Последней, исключительно российской, разработкой является магнитный усилитель руля - альтернатива традиционному гидравлическому усилителю. На рисунке 1 представлена диаграмма, показывающая распределение изделий с различными магнитными характеристиками по областям применения. Магнитные муфты"4'"'4 "«»ч. В настоящее время, ведутся интенсивные работы по внедрению магнитокалориметрического эффекта [] в производство холодильного оборудования (рисунок 2). Принцип работы редкоземельного морозильника выглядит так. Фрагмент вращающегося кольца, состоящего из отсеков с магнитокалориметрическим порошком и имеющего диаметр примерно с компакт-диск, находится между полюсами постоянного магнита. Под действием магнитного поля порошок разогревается в том отсеке кольца, который в данный момент проходит зазор. В это же время в отсек впрыскивается жидкость, которая отводит тепло с разог ревшегося вещества. Когда материал покидает магнитное поле, порошок вследствие магнитокалорического эффекта охлаждается и понижает температуру теплоносителя, циркулирующего в камере рефрижератора.