Введение к работе
Актуальность проблемы. Большое внимание к ферритным материалам обусловлено как научным интересом в понимании природы магнетизма, так и в связи с их огромным объемом промышленного производства. Особое место среди таких материалов занимают магиитожесткие ферриты, в частности на основе оксида стронция. Благодаря высокой коэрцетивной силе -более 240 кА/м и большому электросопротивлению этот феррит используют в полях высокой частоты. Несмотря на все более возрастающий объем производства магнитотвердых ферритов для их производства в основном применяется печная технология, которая имеет ряд существенных недостатков: большая длительность процесса, энергоемкость, использование материалоемкого и сложного оборудования и т. д. Поэтому разработка прогрессивных методов получения ферритных материалов на основе метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), позволяющего получить высококачественные и низкие по себестоимости изделия, является актуальной проблемой и имеет большую практическую ценность. Цель работы:
-
Показать возможность образования феррита стронция в режиме горения в системах (Sr02(SrC03)-Fe-Fe203-02>, синтезировать магнито-жесткий материал на основе гексаферрита стронция методом СВС.
-
Изучить механизм и закономерности горения в указанных системах, влияние различных факторов на параметры СВС и режимы распространения фронта горения.
-
Изучить влияние внешнего магнитного поля на параметры горения а свойства СВС-продуктов.
1. Исследовать механизм химических и фазовых превращений при синтезе гексаферритов SrFe^Oiq в условиях СВС и при спекании. 5. Исследовать связь между условиями синтеза и свойствами голучаемых материалов и изделий. Разработать технологические режи-ды переработки продуктов СВС в порошок и выяснить оптимальные ус-ювия их спекания.
5. Разработать лабораторные установки для синтеза гексаферритов в гоке кислорода, а также в приложенном внешнем магнитном поле. Раз->аботать СВС-технологию гексаферрита стронция.
Научная новизна. 1. Создан метод самораспространяющегося высокотемпературного син теза (СВС) магнитотвердык стронциевых ферритов в результат горения по схеме: SrO2(SrC03)+Fe+Fe203+O2 —» SrFe120lg. 2 Исследовано влияние исходных параметров (размер частиц желез соотношение исходных компонентов, плотность шихты и давление кис лорода) на температуру и скорость горения. Показано, что все эти параметры оказывают сильное влияние на степень ферритизации и свойства продукта.
3. Изучены механизм и кинетика фазообразования в процессе горе
ния. Показано, что в результате горения окисление Fe происходит п
схеме: Fe > FeO » Fe 0. ——* ^е J) Образование гексаферрит
ной фазы происходит на 2-3 сек после прохождения фронта горения а в качестве промежуточной фазы образуется SrFe120 . Полнота хи мического превращения определяется длительностью стадии догорани
-
Обнаружена прямая связь между температурой горения, степень ферритизации и магнитными свойствами продуктов горения и спечен ных изделий.
-
Впервые изучено влияние внешнего магнитного поля на параметр СВС ферритных материалов. Показано, что постоянное магнитное пол напряженностью до 3000 Гс увеличивает скорость горения до 7 раз При этом каркас продукта горения приобретает анизотропны характер.
Практическая ценность:Разработана и успешно опробована технологи ческая оснастка СВС-процесса, позволяющая проводить синтез до 5 к готового продукта (в том числе и в магнитном поле).
Разработаны основные стадии технологии изделий на основ гексаферрита стронция (СВС, измельчение, прессование, спекание) Определены оптимальные условия получения качественных образцо; Проведены наработки опытных партий для определения электрофизиче ких характеристик. По основным свойствам разработанные магнито твердые ферриты стронция удовлетворяют требованиям ГОСТа. Показано, что СВС-технология по сравнению с базовой технологией более чем в 8 раз сокращает продолжительность ферритизации, на 30% снижает энергопотребление и не требует больших производствен ных площадей. Апробация работы. По материалам диссертации имеется 6 работ, в то;
числе 1 патент Российской Федерации, 5 статей в отечественных и зарубежных журналах.
Обьем работы. Диссертация объемом 125 страниц состоит из введения, семи глав, выводов и включает 62 рисунка и 10 таблиц. Список литературы содержит 81 наименование отечественных и зарубежных авторов.
