Основы физики и технологии оксидных полупроводников. Брусенцов Ю.А - 35 стр.

UptoLike

2БА
BaO
5,6Fe
2
O
3
0,3 … 0,35 184 … 232 16 … 23,2 10
5
2,6СА
SrO
5Fe
2
O
3
0,34 … 0,37 240 … 280 20,8 … 24 10
5
1,5ФК
СоО
Fe
2
O
3
0,24 … 0,27 128 … 152 13,6 … 14,4 10
4
П р и м е ч а н и е. БИизотропные ферриты, БАанизотропные.
Отсюда вытекают особые требования к выбору специальных примесей, позволяющих получить необходимую
микроструктуру. Чаще всего в качестве добавки используют каолин (почти чистый минералкаолинит Аl
2
О
3
2SiO
2
2H
2
O).
Присутствие в составе каолина диоксида кремния позволяет проводить спекание в жидкой фазе, так как Fe
2
O
3
и SiO
2
образуют легкоплавкую эвтектику с температурой плавления ниже температуры спекания. Однако в настоящее время нет
общепринятых положений по выбору примесей для каждого конкретного случая. Наибольший эффект увеличения
магнитных характеристик ферритов дает прессование порошков в магнитном поле.
8.10 Технология получения ферритов
Ферритовая керамика находит широкое применение в СВЧ-элект-ронике для изготовления постоянных изотропных и
анизотропных магнитов, для сердечников катушек индуктивности, матриц запоминающих устройств и др.
Исходными веществами при производстве ферритов являются окислы, соли и гидроокиси металлов. Поэтому в основе
технологии ферритов лежит керамическая технология. Несмотря на то, что она существует очень давно, теоретические
положения основных технологических процессов не обеспечивают стабильного получения ферритов высокого качества.
Основной задачей технологии ферритов является создание материалов с заранее заданными магнитными и
электрическими свойствами.
В промышленности применяют три основных способа получения
ферритов: а) синтез механической смеси порошков, оксидов и солей;
б) синтез термическим разложением твердых солей; в) синтез совместно осажденных карбонатов, гидроксидов, оксалатов.
Наиболее широкое распространение на практике получил первый способ. По этой технологической схеме исходными
материалами для изготовления ферритов являются оксиды металлов в соотношении, соответствующем химической формуле
получаемого феррита.
К сырью предъявляются особенно высокие требования по чистоте, так как ферриты очень чувствительны к примесям.
Даже сотые доли процента примесей могут привести к полной потере свойств ферритов. По мнению некоторых
исследователей [26] количество примесей не должно превышать 0,01 … 0,05 % мас. Сырье такой чистоты в заводских
условиях применять невозможно из-за его высокой стоимости и трудности получения. Поэтому, как правило, на
производстве приспосабливаются к поставляемому сырью, что, в конечном счете, приводит к ухудшению технологического
процесса.
Кроме того, для технологии большое значение имеет физико-химическое состояние сырья, а именно дефектность
кристаллической решетки, состояние поверхности частиц и др. Наиболее важным компонентом для производства ферритов
является оксид железа, содержание которого в различных ферритах колеблется от 60 до 90 % мас. Поэтому наибольшее
количество примесей вносится с железосодержащим сырьем. Для обеспечения необходимой чистоты оксида железа для
ферритов предусматривают его получение по неизменной технологии с использованием строго определенного вида сырья с
ограниченным содержанием примесей, определенной дисперсностью порошка, постоянным соотношением кристаллических
модификаций оксида железа и др.
Основой кристаллической фазы ферритовой керамики являются сложные соединения оксида железа Fe
2
O
3
с оксидами
других металлов. Основные характеристики ферритов зависят не только от их химического состава и структуры соединений,
но и от микроструктуры изделий, которая определяется технологией их получения.
При получении ферритов синтезом смеси оксидов и солей выполняются следующие основные операции:
одновременное смешивание и помол, гранулирование и спекание.
Исходными материалами при этом методе производства ферритов служат окислы соответствующих металлов, которые
обычно представляют из себя порошки с различной величиной частиц и их конгломератов. Окислы одних и тех же металлов
отличаются друг от друга физико-химическими характеристиками и количеством примесей, поэтому для получения
однородной шихты необходимо перемешать их между собой.
Измельчение и смешивание компонентов являются одной из основных операций производства керамических изделий.
Измельчение проводится для получения частиц определенной формы и величины, от размера которых зависит проведение
последующих операций формования и спекания. Оно может быть тонким и сверхтонким.
В производстве ферритов измельчение в чистом виде практически не встречается. Оно, как правило, совмещается с
операцией смешивания, которая проводится в вибро- или шаровых мельницах.
Практика показывает, что на измельчение вначале поступает пористая масса в виде частично спеченных гранул (иногда
брикетов). Поэтому при первичном помоле происходит только разрушение конгломератов и смешивание компонентов
шихты. По мере протекания процесса измельчения увеличивается степень дисперсности материала, а также свободная
поверхностная энергия системы, что облегчает и ускоряет все последующие процессы.