Способ получения высокодисперсных магнитных порошков

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 2002.81 (21) 3253227/22-02с присоединением заявки МВ -(23) ПриоритетОпубликовано 0709,82, Бюллетень МВ 33 5) М. Кл.з С 25 С 5/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(531 УДК 621. 7623(088.8) Дата опубликования описания 070982 Е.П.Желибо, Т.М,Швец, Т.Н.Амеличкнна и В.В.Непомнящий1 и йаьсф7ВИнститут коллоидной химии и химии вофаЙм.А.В.:Думанскдчр(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ Изобретение относится к порошко- вой металлургии, в частности к полу-:чению магнитных порошков электролизом водных растворов соответствую" щих осмелей металлов.Известен способ получения магнит. ных порошков методом электролиза водных растворов солей металлов группы железа на ртутных и амальгамных катодах с последующим разложением амальгамы и термообработкой в среде водорода Г 11.Недостатком ртутного метода является сложность соблюдения технологических процессов, необходимых для получения магнитных порошков, использование большого количества токсичной ртути в технологии производства, . присутствие ртути в изделиях, несмотря на предварительную дистилляцию и вакуумирование.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу получения высокодисперсных магнитных порошков для постоянных магнитов является способ, включающий электроосаждение магнитных частиц в двуслойной ванне с последующим их отделением и термообработкой в среде водорода. В качестве нижнего слоя используют всцныерастворы солей железа и кобальта.В качестве верхнего слоя применяют 5углеводородную среду с растворенными в ней поверхностно-активными веществами (ПАВ-жирные кислоты) (21.Недостатком указанного способа 0 получения магнитных порошков является недостаточная защита поверхнос-.ти частиц от окисления, в результате чего магнитные свойства изделий,изготовленных из таких порошковрезко уменьшаются во времени. Например,магнитная энергия снижается почтив 2 раза за 10 лет эксплуатации изделия (табл.1, -графы 11 и 15) .В табл.1 приведены данные магнитных свойств постоянных магнитов, изготовленных из порошка, полученногопо известному способу.Цель изобретения - повышение стабильности магнитных свойств порошков во времени.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения высо"кодисперсных магнитных порошков, вклю.чающему электроосаждение магнитныхчастиц в двуслойной ванне, содержащей З 0 в верхнем слое ПВА вещество и органи 956627ческий растворитель, а в нижнем -водные растворы солей железа и кобальта, с последующим отеделением и термообработкой в среде водорода, в качестве верхнего слоя ванны используютсмесь поверхностно-активного вещества 5и эпоксидной смолы с эпоксидным числом20-30 при соотношении .поверхностно-активного вещества к эпоксидной смоле0,2-1,0):(1,0-20,0) .Технология получения порошков сос тоит в следующем.В электролизер, оборудованныйвращающимся катодом и неподвижныманодом из Армко-железа в случае получения железа, и дополнительно анодом из кобальта марки Кв случаеполучения сплава железо-кобальт,заливают водный раствор соли осаждаемого металла (например, раствор хлористого железа ГеС 1 1, НО), Затем 20вносят смесь эпоксидной смолы иПАВ в органическом растворителе, несмешивающимся с .водой. При наложенииэлектрического поля и вращении катода происходит электроосаждение и фло тация магнитных частиц из нижнегослоя в верхний.Режим электроосаждения магнитногопорошка для примеров конкретноговыполнения способа: концентрация элекролита при получении порошков ЕеС 25 г/л,(рН=4,0-4,5),электролитаконцентрация электролита при получении порошков сплава Ре-СоС 50 г/л (рН=3,5-4,0), 35электролитакатодная плотность тока к = 10 А/дмтемпература й =25+2 С, скорость вращения катода Ч - 70 об/мин, напряжение на клеммах ванны Ч = 20 В,продолжительность процесса электроосаждения 7 = 4 ч.После окончания электролиза верхний слой отделяется от нижнего,промывается горячей (90 С) дистиллированной водой и сушится в вакуумном сушильном шкафу до постоянноговеса. После сушки полученный продуктпредставляет собой черный магнитныйпорошок.Полученный сухой порошок выгружают в противень, равномерно распределяют по всей его площади. Высотаслоя засыпки 25-30 мм, Затем помещают в муфельную печь, предварительно продув ее водородом для удалениявоздуха. Термообработку порошка проводят при й =28010 ОС в течение 4-х чс момента выхода печи на режим. Скорость выхода печи на режим 5-7 О/мин.После окончания термообработки отключают нагрев, и муфельная печь остывает до 1 =100 О в течение 1,5 ч. Затем порошок вынимают из печи и охлаждают до 18-20 ОС.Химизм заявляемого способа состоитв том, что в момент электроосаждениячастиц металла при наличии в органическом слое смеси ПАВ и эпоксиднойсмолы с указанным эпоксидным. числомпоследний прививается на поверхности частиц. При последующей термической обработке таких порошков в средеводорода при й = 280-300 ОС происходит разрыв эпоксидного кольца и дополнительное взаимодействие смолы споверхностью частиц порошка, а такжевосстановление имеющихся в порошкеокислов металла. Продукты взаимодействия образуют прочный защитныйслой, предохраняющий частицы от окисления,П р и м е р. Используемые химические реактивы: хлористое железоГОСТ 4149-65, хлористый. кобальт ГОСТ4574-68; олеиновая кислота ГОСТ10475-63; толуол ГОСТ 5789-78;эпоксидная смола ГОСТ 10587-72.В ванну электролизера заливают5 л водного раствора хлористого железа. Затем вносят 35 г эпоксиднойсмолы с 7 г олеиновой кислоты, растворенных в 0,7 л толуола. При наложении на клеммы ванны напряженияпроисходит электроосаждение магнитных частиц и перенос их из нижнего слоя в верхний. Режим электролиза приведен в описании технологииспособа. После окончания электролиза верхний слой отделяется от нижнего, промывается и сушится, Полученный порошок подвергают термообработке по режиму, указанному в технологическом способе.Для. определения граничных значений соотношения эпоксидной смолы иПАВ и эпоксидного числа были осуществлены опыты, идентичные примеру в соответствии с описанной технологичей,Магнитные свойства полученных порошков в зависимости от указанныхусловий приведены в табл,2,Магнитная энергия порошков графы 11 и 15 снижается за 10 лет всего на 4-5, в то время как для порошков, полученных по известному способу, снижение магнитной энергии происходит почти на 50 (в 2 раза), т.е.стабильность магнитных свойств порошков повышается почти в 10 раз.Таким образом, предложенный способпозволяет получать магнитные материалы (постоянные магниты) со свойствами, стабильными во времени.Ооаэх ЭРеО (бооэйбх 1 1 1 1 1 Х ЭРоиооэзхоФЦх 1,Й 1 1 О Р 1 хюБ но цоа 1 ХООбаоих1 О 1 Оо о 1 Е 1 й 1 9н Ю Ю О Ю Ю сс с о 1 1 1 б11 До11 Д1 1 бнооо 2о хц хо и цы до юВ КОб О Х 1хо 1 о х Х К о Щ х+ц дОЩ 1 Ужцоп 1а о ж Ф о о о 1ж 1 че оц жеоы а+йВ 61 Чййьжцо 1ж 1э оомж счож йЮ ай У,Составитель Н.КосторнойТехред М. Надь КоРРектор А.Дзяткс Редактор Т.Парфенова Тираж 686 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Эаказ 6527/8 Филиал ППП ",Патентф,.г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения высокоднсперсных магнитных порошков, включающий электроосаждение магнитных частиц в двухслойной ванне, содержащей. в верхнем слое поверхностно-активное вещество и органический растворитель, а в нижнем-водные раст.воры солей железа и кобальта, с последующим отделением магнитных частиц и термообработкой в среде водорода, о т л и ч а ю щ и й с я , тем, что, с целью повышения стабильности магнитных свойств порошков во времени, в верхний слой ванны дополнительно вводят эпоксидную смолус эпоксидным числом 20-30 при соотнсипении поверхностно-активного веществак эпоксидной смоле (0,2-1,0):(1,.0-20,0). Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент.КЗЖ М 3198717,1 О кл, 252-62, 51, опублик, 1965.2. Францевич И.Н. и др. Постоянные магниты на основе высокодисперсных порошков железа и его сигналовс кобальтом. Вестник АН УССР К.,15 "Наукова думка", 1973, Ф 7, с 58-63.