Шихта для получения поликристаллического гексаферрита стронция

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГЕКСАФЕРРИТА СТРОНЦИЯ, содержащая оксид железа и карбонат стронция, отличающаяся тем, что, с целью повышения намагниченности насыщения и улучшения текстуруемости шихты, а также улучшения магнитных параметров получаемого гексаферрита, она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Карбонат стронция 12,78 - 13,15
Оксид железа 86,85 - 87,22
при отношении Fe₂O₃/SrO (мол.%) равном 6,1 - 6,3.

Изобретение относится к магнитным материалам, в частности к гексаферритам стронция, и может быть использовано в технологии получения постоянных магнитов по керамическому методу на предприятиях электронной промышленности.
Целью изобретения является повышение намагниченности насыщения и улучшение текстуруемости шихты, а также улучшение магнитных параметров получаемого гексаферрита.
Изобретение основано на том, что шихта для получения поликристаллического гексаферрита содержит оксид железа и карбонат стронция в соотношении, мас. %: Fe₂O₃ 86,85-87,22; SrCO₃ 12,78-13,15, что соответствует ферриту состава n = 6,1-6,3 (n = Fe₂O₃/SrO, мол.%).
Небольшое количество избыточного Fe₂O₃ по отношению к стехиометрии ( 0,5% ) практически не снижает величину намагниченности насыщения. Распределяясь в стыках зерен феррита, микровключения Fe₂О₃ тормозят движение границ зерен при ферритизации, что способствует сохранению мелкого и однородного зернового состава материала в широком интервале температур. Средний размер зерна при этом составляет 1-2 мкм, частицы с размером более 5 мкм практически отсутствуют. Столь узкое гранулометрическое распределение зернового состава способствует сохранению коэрцитивной силы ферритизи- рованной шихты на уровне Н_см = 3000-3500 Э в диапазоне температур 1150-1220^оС, что является важным технологическим преимуществом шихты данного состава при промышленном освоении.
Кроме того, отсутствие смещения состава n от стехиометрического в сторону избытка SrCO₃ (n < 6,0) в указанной шихте определяет отсутствие в ферритовом материале легкоплавких фаз, способствующих спеканию зерен и падению текстуры. Степень текстуры, характеризующая разъединенность частиц на конечной стадии помола при S_уд 1,1 мг/г поликристаллического гексаферрита, имеет для состава n = 6,1-6,3 значение B_r/B_s = 0,8-0,85.
Повышение намагниченности насыщения и текстуруемости шихты приводит к улучшению магнитных параметров получаемого из нее гексаферрита стронция.
Состав и свойства шихты приведены в таблице.
Примеры 1-3 относятся к получению гексаферрита из предложенной шихты, примеры 4-5 к шихте, выходящей по соотношению компонентов за пределы изобретения, пример 6 - к известной шихте.
П р и м е р 1. Для получения шихты стронциевого гексаферрита 2600 г оксида железа смешивают в вибромельнице М-10 в течение 30 мин с 397 г каpбоната стронция (при этом n = Fe₂O₃/SrO = 6,1 мас.%).
После смешивания шихты подвергают ферритизации при 1220^оС в течение 3 ч. На ферритизированной шихте определяют намагниченность насыщения, которая составила 60,5 Гс см³/г (определение намагни- ченности насыщения _s осуществляют на вибрационном магнетометре ЭМ2-19) и коэрцитивную силу Н_см, которая составляет 3200 Э (измерение величины Н_см проводят на коэрцитометре ЭМ8-7). Спек измельчают сухим способом 1 ч, получают порошок с S_уд 0,65 м²/г, который подвергают мокрому помолу в течение 2,5 ч. Получают водную суспензию, пресс-порошок в которой имеет S_уд 1,1 м²/г.
Полученную суспензию подвергают прессованию в магнитном поле напряженностью 6 кЭ с одновременным отсосом воды при удельном давлении Р_уд = 0,25 т/см².
В подсушенных образцах измеряют степень текстуры, которая составляет 0,792. Величина степени текстуры определяется из петли гистерезиса, измеряемой на подсушенных образцах на гистерезисографе УИФИ 400/5-003, и выражается как отношение остаточной индукции Вr (в направлении поля) к индукции насыщения Bs.
Спрессованные в поле образцы спекаются при 1180^оС, шлифуются. Магнитные параметры образцов измеряются на гистерезисографе УИФИ 400/5-003. Полученные свойства приведены в таблице.
П р и м е р 2. Для получения шихты стронциевого гексаферрита 2600 г оксида железа смешивают в вибромельнице М-10 в течение 30 мин с 385 г карбоната стронция (при этом n = 6,3). После смешения шихты подвергают ферритизации при 1200^оС в течение 3 ч.
Намагниченность насыщения ферритизованного материала составляет 70,8 Гс см³/г, коэрцитивная сила Н_см 3400 Э. Полученный спек подвергают сухому помолу в вибромельнице в течение 1 ч, затем - мокрому помолу в течение 2,5 ч. В результате получают суспензию пресс-порошка с удельной поверхностью 1,06 м²/г. Полученную суспензию подвергают мокрому помолу по примеру 1.
На подсушенных отпрессованных образцах степень текстуры составляет 0,81. Магнитные параметры образцов, спеченных при температура 1180^оС, приведены в таблице.
П р и м е р 3. Для получения шихты стронциевого гексаферрита 2790 г высококачественного концентрата природного магнетита, имеющего отношение Fe₂O₃ : FeO = 1:0,46, смешивают в вибромельнице М-10 в течение 45 мин с 424 г карбоната стронция (при этом n = 6,15). Шихта проходит ферритизацию при 1210^оС в течение 3 ч. Намагниченность насыщения феррита составляет 69,5 Гс см³/г, а коэрцитивная сила Н_см = 3100 Э. Полученный спек гексаферрита подвергают сначала сухому помолу в течение 1,5 ч, затем - мокрому помолу в течение 3 ч. В результате получают суспензию пресс-порошка с удельной поверхностью 1,1 м²/г. Полученную суспензию подвергают мокрому прессованию по примеру 1.
На подсушенных спрессованных образцах степень текстуры составляет 0,785. Магнитные параметры спеченных при 1120^оС образцов приведены в таблице.
П р и м е р 4. Берут 2700 г оксида железа и 393 г карбоната стронция, смешивают их, как в примере 1 (n = 6,4). Ферритизацию проводят при 1220^оС в течение 3 ч. Намагниченность насыщения _s феррита составляет 69,5 Гс см³/г, коэрцитивная сила 3600 Э. Полученный спек подвергают сухому вибропомолу в течение 1 ч, затем - мокрому в течение 2,5 ч. В результате получают суспензию пресс-порошка с удельной поверхностью 1,25 м²/г. Полученную суспензию подвергают мокрому прессованию в соответствии с примером 1.
Степень текстуры сырой прессовки составляет 0,755. Магнитные параметры спеченных при 1160^оС образцов приведены в таблице.
П р и м е р 5. Берут 2700 г оксида железа и смешивают с 427 г карбоната стронция, как в примере 1. Ферритизацию проводят при 1200^оС в течение 3 ч. Феррит имеет состав n = 5,9, намагниченность насыщения _s= 66,7 Гс см³/г, коэрцитивная сила Н_см = = 2900 Э. Полученный спек гексаферрита подвергают сухому помолу в течение 1 ч, затем - мокрому помолу в течение 2,5 ч. В результате получают суспензию пресс-порошка с S_уд = 1,2 м²/г. Полученную суспензию подвергают мокрому прессованию в соответствии с примером 1. Степень текстуры сырой прессовки составляет 0,72. Магнитные параметры образцов, спеченных при 1160^оС, приведены в таблице.
П р и м е р 6. Для приготовления известной шихты берут 2790 г высококачественного концентрата природного магнетита, имеющего отношение Fr₂O₃ : FeO = 1:0,43, и смешивают в течение 30 мин с 463 г карбоната стронция, содержащего 1,8% оксида лантана. Ферритизацию проводят при 1220^оС в течение 3 ч. Ферритизованная шихта имеет состав n = 6,0, намагниченность _s = 67,5 Гс см³/г, коэрцитивную силу Н_см = 3100 Э. Полученный спек подвергают сухому помолу в течение 1,5 ч, затем - мокрому помолу в течение 2,5 ч. В результате получают суспензию пресс-порошка с удельной поверхностью 1,1 м²/г. Полученную суспензию подвергают мокрому прессованию в соответствии с примером 1.
Степень текстуры сырой прессовки составляет 0,78. Магнитные параметры образцов, спеченных при 1200^оС, приведены в таблице.
Как следует из таблицы, предложенная шихта (примеры 1-3) обладает по сравнению с известной (пример 6) более высокой намагниченностью насыщения ( _s = 69,5-70,8 Гс см³/г, известная 67,5 Гс см³/г) и текстуру - емкостью (0,792-0,815, известная 0,780), что обеспечивает улучшение остаточной магнитной индукции Br получаемого из него гексаферрита с 4150 Гс до 4180-4200 Гс, коэрцитивной силы Н_св с 2230 Э до 2350-2550 Э, Н_см с 2300 Э до 2420-2600 Э и энергетического произведения (ВН)_макс с 3,76 МГс Э до 3,95 - 4,35 МГс Э.
При выходе за пределы изобретения характеристики шихты и получаемого из нее гескаферрита стронция ухудшаются.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность использования постоянных магнитов из гексаферрита стронция.
Изобретение относится к составу шихты для получения поликристаллического гексаферрита стронция и может быть использовано в технологии производства оксидных магнитов. Целью изобретения является повышение намагниченности насыщения и улучшение текстуруемости шихты, а также улучшение магнитных параметров получаемого гексаферрита. Предложенная шихта содержит, мас.%: SrCO₃ 12,78-13,15; оксид железа 86,85-87,22. Шихта обеспечивает получение гексаферритов стронция с молярным соотношением Fe₂O₃/SrO = 6,1-6,3. Спеченный из предложенной шихты гексаферрит обладает значениями B_r=4180-4200Гc , H_св=2350-2550Э , H_см= 2420 - 2600 Э и (ВН)_макс= 3,95 - 4,25 МГс.Э. 1 табл.