ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1994 года по МПК H01F1/34 B22F1/00 

Изобретение относится к производству ферритовых материалов для СВЧ-техники и может найти применение в различных отраслях приборостроения и радиотехники, в частности в производстве элементов и устройств СВЧ-диапазона - фазовращателей, быстродействующих переключающих приборов с памятью и т. д.

Известна шихта для получения ферритового материала, содержащего оксиды лития, марганца, висмута, цинка и железа при следующем соотношении компонентов мас. % : Оксид лития 3,5-4 Оксид марганца 3,5-4,5 Оксид висмута 1,5-2,5 Оксид цинка 0,3-2 Оксид железа Остальное
Однако, материал, полученный из этой шихты, обладает большой величиной резонансных потерь, а процесс получения его сложен, малопроизводителем и энергоемок.

Известна шихты для получения ферритового материала, содержащая оксиды лития, кобальта, цинка, марганца, кремния, висмута, железа при следующем соотношении компонентов, мас. % : Оксид лития 7,4-7,8 Оксид кобальта 0,1-0,2 Оксид цинка 1,5-2,3 Оксид марганца 3-5 Оксид кремния 0,1-1 Оксид висмута 2-4,5 Оксид железа Остальное
Однако, материал, полученный из этой шихты, также обладает большой величиной резонансных потерь, а процесс получения его сложен, малопроизводителен и энергоемок.

Наиболее близкой к предлагаемой является шихта, содержащая оксиды лития марганца, висмута, цинка, титана, железа. Она также содержит оксиды натрия и кобальта при следующем соотношении компонентов, мас. % : Оксид лития 2,35-3,18 Оксид натрия 0,37-0,52 Оксид марганца 0,99-9,09 Оксид висмута 0,50-3,00 Оксид цинка 1,00-8,90 Оксид кобальта 0,05-0,35 Оксид титана 0,15-1,10 Оксид железа Остальное
Эта шихта не позволяет получить ферритовый материал с малыми резонансными потерями, процесс сложен, многостадиен, малопроизводителен и энергоемок.

Цель изобретения - уменьшение величины резонансных потерь, что необходимо для применения ферритового материала в СВЧ-приборах, а также повышение производительности и упрощение процесса ферритизации.

Поставленная цель достигается тем, что шахта для получения ферритового материала, содержащая оксиды железа, висмута, цинка, титана и соединения лития и марганца, согласно заявляемому изобретению, дополнительно содержит железо, а в качестве соединений лития и марганца их карбонаты при следующем соотношении компонентов, мас. % : Оксид железа 19,19-37,42 Оксид цинка 8,21-8,72 Оксид титана 20,17-21,42 Оксид висмута 0,24-0,25 Карбонат марганца 2,91-3,09 Карбонат лития 12,13-12,88 Железо 18,92-34,45
В качестве исходных компонентов в шихте берут следующие порошки: оксид железа - ТУ 6-09-3600-78, оксид цинка - ГОСТ 10262-73, оксид титана - ГОСТ 9808-84, оксид висмута - ГОСТ 10216-75, карбонат марганца - ГОСТ 7205-77, карбонат лития - ТУ 6-02-770-79, железо - ГОСТ 13600-79. Использование карбонатов лития и марганца в качестве исходных компонентов обусловлено их доступностью случае промышленного производства, так как они не дороги и производятся в достаточном количестве.

Ферритизацию исходной шихты проводят в режиме направленного горения в среде кислорода. Начало реакции инициируют кратковременным тепловым импульсом, подаваемым на локальный участок исходной шихты. Волна (фронт) горения проходит по объему исходной шихты, вследствие чего исходная смесь превращается в ферритизированную массу, из которой формируют изделия с величиной резонансных потерь не более 0,35 дБ. Процесс высокопроизводителя, так как ферритизация исходной шихты происходит за 1-2 мин.

Исследование влияния количества порошка железа в шихте показало, что поставленная цель достигается при наличии порошка железа в пределах 18,92 - 34,45 мас. % . При содержании порошка железа менее указанного количества реакция протекает нестационарно, температура в зоне синтеза недостаточна для полной ферритизации исходной шихты, а продукт горения содержит большое количество непрореагировавших исходных компонентов, что ухудшает параметры конечного изделия. При содержании порошка железа более указанного количества горение протекает очень бурно, выделяется большое количество тепла, что ведет к оплавлению ферритизируемой массы, резкому росту продолжительности помола и к ухудшению спекаемости.

Таким образом, отклонение от указанного соотношения приводит к ухудшению электроманитных, механических свойств, в частности, к увеличению резонансных потерь, конечных изделий.

П р и м е р 1. Шихту готовят при следующем конкретном содержании исходных компонентов, г (мас. % ): Оксид железа 37,42 Оксид цинка 8,21 Оксид титана 20,17 Оксид висмута 0,24 Карбонат марганца 2,91 Карбонат лития 12,13 Железо 18,92
Общее количество исходной шихты 100 г. Шихту перемешивают и помещают в стальной проточный реактор, в который подают кислород. Начало реакции инициируют кратковременным разогревом металлической спирали, нагретой электрическим током. Волна горения распространяется по всему объему шихты в течение 5 мин. После охлаждения ферритизированную массу выгружают из реактора. Полученный продукт синтеза представляют собой спек черного цвета с величиной резонансных потерь 0,30 дБ.

Содержание компонентов в исходной шихте, параметры процесса получения целевого продукта и его характеристика (величина резонансных потерь) для примера и представлены в таблице.

Как видно из таблицы, изобретение позволяет получить ферритовый материал с величиной резонансных потерь 0,30 дБ и ниже, а способ получения материала из данной шихты производителен, экономичен при минимальных энергозатратах. (56) Авторское свидетельство СССР N 1107180, кл. Н 01 F 1/34, 1984.

Сущность изобретения: шихта для получения ферритового материала содержит, мас. % : оксид железа 19,19 - 37,42; оксид цинка 8,21 - 8,72; оксид титана 20,17 - 21,42; оксид висмута 0,24 - 0,25; карбонат лития 2,91 - 3,09; карбонат марганца 12,13 - 12,88; железо 18,92 - 34,45. 1 табл.

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВОГО МАТЕРИАЛА, содержащая оксиды железа, висмута, цинка, титана и соединения лития и марганца, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит железо, а в качестве соединений лития и марганца содержит их карбонаты при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Оксид железа 19,19 - 37,42
Оксид цинка 8,21 - 8,72
Оксид титана 20,17 - 21,42
Оксид висмута 0,24 - 0,25
Карбонат лития 2,91 - 3,09
Карбонат марганца 12,13 - 12,88
Железо 18,92 - 34,45