Способ получения порошка-наполнителя для композиционного магнитотвердого материала

Способ получения порошка-наполнителя для композиционного магнитотвердого материала

Реферат

 

Изобретение относится к получению ферритового порошка-наполнителя для композиционных постоянных магнитов и может быть использовано в электромеханике. С целью повышения однородности гранулометрического состава и сфероидальности частиц порошка, а также для улучшения литьевых свойств композиционного материала при сохранении магнитных свойств, ферритовый порошок, полученный дроблением анизотропных магнитов, подвергают термообработке при температуре 750 - 1000°С и последующей обработке путем перемешивания в растворе минеральной кислоты в течение 0,5 - 1,5 ч. Соотношение порошка и раствора кислоты при перемешивании выбирают в пределах 1 : (1 - 6) по массе. После обработки кислотой порошок промывают водой и сушат. В результате такой обработки получают порошок дисперсностью 20 - 150 мкм с 60 - 70% частиц сфероидальной формы. Частицы порошка обладают одноосной магнитной анизотропией. Композиционный материал на основе порошка феррита стронция обладает при наполнении до 92% показателем текучести расплава 20 - 30 г/10 мин, что позволяет перерабатывать его экструзией или литьем под давлением. Получены композиционные магниты с остаточной индукцией Br = 2800 - 2820 Гс, коэрцитивной силой H_см= 3550-3820 Э и энергией (BH)_макс= 1,7-1,8 МГс . Э. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения ферритового порошка, и может быть использовано для производства композиционных магнитотвердых материалов в электротехнике и радиотехнике. Целью изобретения является повышение однородности гранулометрического состава и сфероидальности частиц порошка, а также улучшение литьевых свойств композиционного материала при сохранении магнитных свойств. Изобретение основано на комплексной обработке анизотропного ферритового порошка, полученного дроблением анизотропных магнитов. В процессе термообработки порошка после дробления при температурах 750-1000^оС происходит устранение дефектов структуры частиц порошка, в результате чего повышаются его магнитные свойства (намагниченность и коэрцитивная сила). Однако при этом происходит хаотическое припекание гранул друг к другу с образованием конгломератов, не являющихся магнитноанизотропными. Последующая обработка порошка путем перемешивания в растворе кислоты при определенном соотношении порошка и кислоты 1:(1-6) по массе приводит к разрушению конгломератов из спекшихся гранул и растворению в кислоте мелких гранул (менее 20 мкм). Кроме того, при соударениях гранул друг о друга происходит их обкатывание, в результате чего повышается количество частиц сфероидальной формы. Изменение гранулометрического состава порошка и формы гранул приводит к улучшению их ориентируемости магнитным полем, что позволяет повысить литьевые свойства композиционного магнитотвердого материала с полимерной матрицей при высоком, до 92 мас.% содержании ферритового наполнителя без ухудшения его магнитных свойств. П р и м е р 1. Берут анизотропные магниты феррита стронция марки 28 СА250. Дробят их в дробилке и измельчают в шаровой мельнице в течение 2 ч. Размер частиц после помола 10-400 мкм. Анизотропные частицы подвергают термообработке при температуре 750^оС в течение 3 ч. Отожженный порошок в количестве 1 кг помещают в полиэтиленовую емкость. Заливают 5 литрами водного раствора 2 соляной кислоты, подогретой до 85^оС, что соответствует соотношению твердая фаза-раствор 1: 5. Емкость устанавливают на валки мельницы и вращают, обеспечивая тем самым перемешивание в растворе. Время обработки 30 мин. В качестве экспрессного критерия оценки формы и размеров частиц при перемешивании выбирают изменение коэрцитивной силы порошка до обработки и после обработке в растворе кислоты. После окончания перемешивания порошок промывают 3 раза водой и сушат. Параметры полученного порошка: минимальный размер гранул составляет 20 мкм, максимальный до 150 мкм, причем гранулы размером более 100 мкм составляют 15 мас.%. Количество сфероидальных гранул выросло с 3% до 70%. Индекс расплава композиции, содержащей 92 мас.% порошка, составляет 30 г/10 мин. Примеры 2-13 осуществляют аналогичным образом, изменяя условия термообработки и перемешивания. В таблице приведены характеристики порошка, а также композиционного магнитотвердого материала, полученного с использованием соответствующих порошков. Композиционный магнитотвердый материал для определения магнитных и литьевых свойств во всех примерах, кроме примера 11, имеет следующий состав, мас. % : 92 порошок-наполнитель, 7 полимерное связующее-сэвилен (ТУ 6-05-1636-78), 1 добавки (стеарат цинка (ТУ 6-09-4262-76) и олеиновая кислота (ТУ 78 РСФСР 725-80). Композиционный материал по примеру 11 имеет следующий состав, мас.%: 88 - порошок-наполнитель, 10,5 - сэвилен, 1,5 добавок, таких же, как в остальных примерах. Смешивание исходных компонентов проводят на лабораторных вальцах. Из полученной композиции в магнитном поле при удельном давлении 250 кг/см² (давление литья) изготавливают аттестационные образцы 25 мм, h = 7 мм. Полученные образцы имеют параметры, приведенные в таблице. Изменение магнитных параметров ЭМ8-6 (ПЯМ 1.150.002 ПС) с погрешностью по В, Н_см, 3%, (В, Н_макс 5%). Примеры 1-5 в таблице относятся к получению порошка по изобретению, примеры 6-13 - к получению порошка при отклонении условий термообработки и перемешивания от указанных в изобретении. Для сопоставления в таблице приведен также пример 14, соответствующий известному (2) способу. Как следует из таблицы, способ получения порошка наполнителя по изобретению обеспечивает повышение сфероидальности частиц порошка до 60-70%, однородности фракционного состава порошка до интервала 20-150 мкм (для известного (2) способа - 50-250 мкм), что приводит к повышению литьевых свойств композиционного материала (ПТР увеличивается до 20-30 г/10 мин). При этом уровень магнитных свойств композиционного материала с использованием порошков-наполнителей, полученных по изобретению, не уступает материалу, в котором использован порошок, полученный известным (2) способом. Из таблицы также следует, что при выходе за пределы изобретения (примеры 6-13) характеристики как порошка- наполнителя, так и композиционного материала ухудшаются. Использование изобретения позволит повысить эффективность изготовления ферритовых композиционных магнитотвердых материалов за счет использования высокопроизводительных методов формования (литья, экструзии).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА-НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАГНИТОТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА, включающий дробление анизотропных ферритовых магнитов, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности гранулометрического состава и сфероидальности частиц порошка, а также улучшения литьевых свойств композиционного материала при сохранении магнитных свойств, после дробления магнитов осуществляют термообработку порошка при температуре 750 - 1000^oС, а затем проводят обработку порошка перемешиванием его в водном растворе кислоты при массовом соотношении порошка и раствора 1 : (1 - 6) в течение 0,5 - 1,5 ч с последующей промывкой и сушкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2