Магнитомягкий гексаферритовый материал

Авторы патента:

Потешкина Анастасия Андреевна (RU)

Уваренкова Юлия Александровна (RU)

Иванова Валентина Ивановна (RU)

Смирнов Александр Дмитриевич (RU)

H01F1/34 - Магниты; индуктивности; трансформаторы; выбор материалов, обеспечивающих магнитные свойства (керамические составы на основе ферритов C04B 35/26; сплавы C22C; термомагнитные приборы H01L 37/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры или подобные акустические электромеханические преобразователи H04R)

C01G49/00 - Соединения железа

Владельцы патента RU 2645762:

Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт "Феррит-Домен" (RU)

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и касается создания гексаферритовых магнитомягких материалов для индуктивных элементов дециметрового и сантиметрового частотного диапазонов. Гексаферритовый материал содержит следующее соотношение компонентов, вес.%: BaO - 18,21÷18,23; CoO - 5,95÷7,45; TiO₂ - 0,10÷1,60; Fe₂O₃ - остальное. Изобретение позволяет получить магнитомягкий гексаферритовый материал с магнитной проницаемостью μ_н=10±2. 2 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и касается создания магнитомягких гексаферритовых материалов с малыми потерями и хорошей термостабильностью для высокочастотных индуктивных элементов и других устройств дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн в современном и перспективном приборостроении.

К магнитомягким материалам относятся гексаферриты с плоскостью легкого намагничивания, перпендикулярной кристаллографической оси - С. Благодаря строению кристаллической решетки эти материалы имеют большую частоту естественного ферромагнитного резонанса, чем у феррошпинелей с кубической решеткой с той же величиной начальной магнитной проницаемости. Кроме того, такие гексаферриты сохраняют величину магнитной проницаемости до частот 1000-3000 МГц. В связи с этим они являются более перспективными материалами по сравнению с феррошпинелями для использования на частотах выше 300 МГц.

К настоящему времени в мире накоплен значительный опыт по производству и применению высокочастотных никель-цинковых магнитомягких ферритов и мало уделено внимания на разработку гексаферритов как высокочастотного магнитомягкого материала.

Основными характеристиками магнитомягких материалов являются:

- μ_н - заданная величина начальной магнитной проницаемости;

- μ - магнитная проницаемость на рабочей частоте - f;

- tgδ_μ - тангенс угла магнитных потерь на рабочей частоте f;

- α_μн - относительный температурный коэффициент начальной проницаемости в интервале температур, равный (1/град.).

В настоящее время как в России, так и за рубежом почти отсутствуют магнитомягкие материалы для высоких частот f>300 МГц, обладающие удовлетворительными характеристиками.

Широко распространен магнитомягкий материал на основе никель-цинковой шпинели - марки 9 ВН с начальной магнитной проницаемостью , с низкими магнитными потерями на частоте f=200 МГц (tgδ_μ=0,012) и малой величиной относительного температурного коэффициента в положительной области температур (+20…+85°C) α_μн=45⋅10^-6 1/°C. Этот материал применяется на частоте не выше 250 МГц. С увеличением частоты его проницаемость резко падает, a tgδ_μ значительно возрастет.

Известен магнитомягкий ферритовый материал с гексагональной кристаллической структурой (авт. свидетельство №354477), содержащий в своем составе, вес.%:

Оксид бария (ВаО)	18,1÷18,2
Оксид кобальта (СоО)	6,5÷7,1
Оксид циркония (ZrO)	1,0÷2,0
Оксид железа (Fe₂O₃)	остальное,

с начальной магнитной проницаемостью μ_н=9±1, с малым значением тангенса магнитных потерь на частоте f=400 МГц - tgδ_μ=0,04÷0,05, но довольно высоким температурным коэффициентом уже на частоте 400 МГц.

Известен также ферритовый материал для высокочастотного применения (авт. свидетельство №387443), содержащий, вес.%:

Оксид бария (ВаО)	18,2÷18,3
Оксид кобальта (СоО)	8,2÷9,5
Оксид титана (TiO₂)	2,4÷3,8
Оксид железа (Fe₂O₃)	остальное,

с низким значением tgδ_μ≤0,09 на частоте 1000 МГц и малой величиной температурного коэффициента αμ_н~400⋅10^-6 1/°C, но обладающий низкой величиной начальной магнитной проницаемости - μ_н~3,0.

Сравнительные характеристики рассмотренных аналогов приведены в таблице 1.

* в интервале +20…+85°С

Под номером 4 даны свойства заявляемого материала. Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является ферритовый материал по авторскому свидетельству №387443, взятый в качестве прототипа.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении магнитомягкого гексаферритового материала с повышенным значением начальной магнитной проницаемости (по сравнению с прототипом) μ_н до 10±2, при малых магнитных потерях на частоте 1000 МГц tgδ_μ≤0,08 и улучшенной термостабильностью α_μн≤350⋅10^-6 при сохранении высокой рабочей температуры до 300°С.

Для достижения технического результата предлагается ферритовый материал, который содержит в качестве базового состава оксиды Ba, Co, Ti и Fe, отличающийся тем, что он взят при ином соотношении компонентов, вес. %:

Оксид бария (BaO)	18,21÷18,23
Оксид кобальта (CoO)	5,95÷7,45
Оксид титана (TiO₂)	0,10÷1,60
Оксид железа (Fe₂O₃)	остальное

Предлагаемый ферритовый материал получают по следующей технологии.

Исходные компоненты, взятые в необходимых соотношениях, перемешиваются в вибромельнице со стальными шарами в течение трех часов. Однородная смесь синтезируется при температуре 1220-1260°C в течение 4-6 часов на воздухе. Полученный ферритовый порошок подвергается помолу по режиму, описанному выше. После введения 10% раствора поливинилового спирта в количестве 12-15% от веса порошка прессуются образцы при давлении 1,5÷2,0 т/см². Просушенные образцы обжигаются в кислородной атмосфере при температуре 1180-1280°C в течение 4-10 часов.

На спеченных образцах определялись следующие параметры: кажущаяся плотность, начальная магнитная проницаемость, относительный температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости, магнитная проницаемость и тангенс угла магнитных потерь на частоте 200 и 1000 МГц, по стандартным методикам МЭК.

Примеры получения ферритовых материалов, их химический состав и магнитные свойства приведены в таблице 2.

В примерах №1, 2, 3, 4, 5 даны химические составы в пределах заявленных процентных соотношений и соответствующие им параметры, полученные в результате испытаний по стандартным методикам.

Пример №6. Увеличение содержания CoO и TiO₂ по сравнению с заявленными пределами приводит к снижению магнитной проницаемости.

Пример №7. Уменьшение содержания CoO и TiO₂ по сравнению с заявленными пределами приводит к росту магнитной проницаемости и магнитных потерь - tgδ_μ.

Пример №8. Увеличение содержания BaO по сравнению с заявленными пределами приводит к образованию посторонних фаз, таких как BaFe₂O₄, BaFe₁₂O₁₉, что ухудшает основные магнитные параметры. Наблюдается снижение μ_н и рост tgδ_μ, α_μн.

Пример №9. Уменьшение содержания BaO по сравнению с заявленными пределами приводит также к образованию фаз посторонних соединений, например (CoTi) Fe₂O₄ и αFe₂O₃, что сказывается на ухудшении всех параметров.

Создание магнитомягких материалов с малыми потерями, с хорошей термостабильностью и начальной проницаемостью от 8 до 12, сохраняющих это значение до 1000 МГц, является перспективным при создании ряда гексаферритовых материалов для дециметрового и сантиметрового диапазонов частот.

Магнитомягкий гексаферритовый материал, содержащий оксиды бария, кобальта, титана и железа, отличающийся тем, что он содержит новые соотношения компонентов, вес.%:

Оксид бария (BaО)	18,21÷18,23
Оксид кобальта (СоО)	5,95÷7,45
Оксид титана (ТiO₂)	0,10÷1,60
Оксид железа (Fе₂О₃)	остальное

Изобретение относится к области теплообменной техники, а именно к способу обработки магнитореологической жидкости-теплоносителя для холодильных и кондиционерных систем.

Электротехническая листовая сталь с изоляционным покрытием // 2644487

Изобретение относится к электротехнической листовой стали с изоляционным покрытием с превосходными штампуемостью и адгезионными свойствами. Электротехническая листовая сталь с изоляционным покрытием содержит электротехническую листовую сталь и изоляционное покрытие, сформированное на электротехнической листовой стали.

Способ получения магнитной жидкости на органической основе // 2643974

Изобретение может быть использовано в электротехнике, машиностроении и химической промышленности. Способ получения магнитной жидкости на органической основе, не смешивающейся с водой, включает введение магнитной жидкости на водной основе, содержащей магнитные наночастицы Fе3O4, в жидкость на органической основе, не смешивающуюся с водой.

Химическая композиция, чувствительная к изменениям температуры, способ ее получения и ее использование // 2643545

Изобретение относится к химической композиции, чувствительной к температуре и пригодной для получения датчиков для тестирования условий хранения продуктов, которые требуют постоянного хранения при низкой температуре.

Способ изготовления магнитомягкой керамики и ее использование // 2642850

Изобретение касается способа изготовления магнитной керамики. Способ включает следующие этапы: компактирование в пресс-форме порошковой композиции, содержащей смесь железа и BN, выдавливание компактированной массы из пресс-формы, размещение в кальцийкарбонатном контейнере с графитовым нагревателем, обработка при 2-8 ГПа и 1000-2000°С.

Способ получения высококоэрцитивных магнитов из сплавов на основе nd-fe-b // 2642508

Изобретение относится к области получения постоянных магнитов и может быть использовано при производстве высокоэнергетических постоянных магнитов на основе редкоземельных (РЗМ) сплавов и, в частности, на основе неодима, железа и бора (сплав Nd-Fe-B).

Обмотка индукционного устройства и способ её изготовления // 2640405

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторостроению и может найти применение при изготовлении обмоток трансформаторов и реакторов. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей при относительной простоте изготовления.

Раствор для образования изоляционного покрытия и лист текстурированной электротехнической стали // 2639905

Изобретение относится к раствору для образования изоляционного покрытия на листе текстурированной электротехнической стали и к листу текстурированной электротехнической стали, имеющему изоляционное покрытие.

Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом // 2639889

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления постоянных магнитов из магнитотвердых материалов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом, и может быть использовано в электротехнической, автомобильной, приборостроительной и других областях промышленности.

Способ получения магнитной жидкости // 2639709

Изобретение относится к области коллоидной химии и может быть использовано для получения магнитных жидкостей, применяемых в медицине для доставки лекарственных препаратов в требуемые органы живых организмов.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2645192

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита стронция, что обеспечивает повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м за счёт снижения температуры синтеза и обжига.

Маркирующая добавка // 2637334

Изобретение может быть использовано для установления подлинности или верификации взрывчатых веществ, ценных бумаг, дорогостоящего оборудования, ювелирных изделий.

Способ получения магнитоактивного соединения // 2634026

Изобретение может быть использовано при создании магнитоактивных катализаторов. Способ получения раствора магнитоактивного соединения включает конденсацию из раствора сульфата железа (II), содержащего лигносульфонаты, и раствора окислителя при их смешении.

Способ электрохимического синтеза ферратов щелочных металлов // 2631428

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам электрохимического окисления железа для получения реагента-окислителя феррата (VI) FeO42-.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2615562

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита бария больше 230 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов, что приводит к значительному снижению температуры обжига.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2614171

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита стронция.

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария // 2614005

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната бария и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: лимонная кислота 0,2-1,8, изопропиловый спирт 2-8, вода 28-32, стехиометрическая смесь карбоната бария и оксида железа - остальное.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2611814

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа проводят в кислой среде, содержащей полиакриловую кислоту и изопропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,2-0,6, изопропиловый спирт 4,0-10,0, карбонат кальция 0,2-1,0, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа - остальное.

Способ получения литий-железо-фосфата // 2585646

Изобретение относится к химической технологии получения катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. В способе получения литий-железо-фосфата, включающем смешивание в стехиометрических соотношениях соединения железа с водным раствором, содержащим литий- и фосфат-ионы и аскорбиновую кислоту в качестве углеродсодержащего восстановителя, активирование полученной смеси и последующую термическую обработку продукта взаимодействия, в качестве соединения железа используют порошок оксида железа со степенью окисления железа в диапазоне +2,03…+2,2 с размером частиц до 125 мкм, смешивая его с водным раствором дигидрофосфата лития концентрацией 30-57 вес.%, а активирование полученной смеси путем механического перемешивания осуществляют при температуре 15-30°C до образования геля.

Железооксидно-цирконийоксидный смешанный оксид, способ его получения и катализатор очистки выхлопных газов // 2573022

Изобретение относится к железооксидно-цирконийоксидному смешанному оксиду, к способу его получения и к катализатору очистки выхлопных газов. Смешанный оксид представляет собой железооксидно-цирконийоксидный смешанный оксид, содержащий железо, цирконий и редкоземельный элемент.

Способ получения магнитотвердого материала // 2648335

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении магнитов с полимерной связкой и спеченных магнитов. Для получения магнитотвердого материала на основе нитридов интерметаллических соединений самария с железом и переходными металлами, выбранными из группы Ti, Nb, Mo, смешивают порошки железа и одного, двух или трех переходных металлов Ti, Nb, Mo таким образом, чтобы легирующие элементы замещали не более 10 масс. % Fe. Проводят механическое легирование в вибромельнице в инертной атмосфере без содержания влаги до 3 часов. Полученный твердый раствор смешивают с порошком самария. Смесь подвергают механическому легированию в реакторе в инертной атмосфере без содержания влаги до 7 часов. Полученный аморфно-кристаллический порошковый материал подвергают сфероидизации в плазме при подаче порошка со скоростью 2,5-4 кг в час. В качестве плазмообразующего газа используют аргон с расходом 20-40 л/мин, а качестве плазмостабилизирующего газа - водород или гелий с расходом 2-24 л/мин. Порошок продувают закалочным газом, в качестве которого используют азот или аммиак, со скоростью не более 200 л/мин. Изобретение позволяет получить порошок магнитотвердого материала, обладающий сферичностью частиц, высокой плотностью утряски и текучестью, что приводит к улучшению магнитных характеристик изделий из такого материала. 1 табл.