ФЕРРОМАГНИТНОЕ СТЕКЛО Российский патент 2002 года по МПК C03C3/66 C03C3/89 

Описание патента на изобретение RU2195437C2

Изобретение относится к классу оксидных стеклообразных материалов, обладающих ферромагнитными свойствами и предназначенных для использования в области электроники, магнитооптики, лазерной техники.

Применяемые в настоящее время поликристаллические магнитные материалы получают по керамической технологии, которая дорога и трудоемка. Использование для этих целей стекол с высокими магнитными свойствами отличается простотой изготовления изделий нужного размера и формы, а также широким диапазоном составов, позволяющим получить стеклообразные материалы с комплексом необходимых свойств.

Известны ферромагнитные стекла, содержащие, мас.%: Fe2О3 10-20; В2О3 30-40; Na2О 30-40; NiO 10-20 (Авт.свид. СССР 1395594 А1, кл. С 03 С 3/14, БИ 18, 1988 г.) К недостаткам этих стекол относятся низкие значения магнитных характеристик. По химическому составу эти стекла относятся к классу боратных стекол.

Известны ферромагнитные стекла, содержащие, мас. %: Fе2О3 10-22; ВаО 20-38; Р2О5 19-35; В2О3 3-6 и по крайней мере один оксид редкоземельного металла из группы: Dу2О3, Но2О3, Gd2О3, Тb2О3 13-33 (Авт.свид. СССР 1725754, A3, кл. С 03 С 3/19, БИ 13, 1992 г.). Недостатки этих стекол заключаются в низких значениях магнитных параметров, в частности намагниченности насыщения. Кроме того, стекло содержит в своем составе дефицитные и дорогие редкоземельные элементы.

Наиболее близким к заявляемому является ферромагнитное стекло, содержащее, мас. %: SiО2 35,9-40,9; CaO 2,2-11,7; ВаО 2,0-13,0; MnO 4,2-8,7; Fe2О3 37,8-42,0; NiO 1,0-4,8 (Авт.свид. СССР 1286550 А1, кл. С 03 С 4/00, БИ 4, 1987 г.). Недостатки известного стекла заключаются в низких значениях магнитных параметров, в частности намагниченности насыщения, коэрцитивной силы.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение магнитных характеристик стекол: остаточной намагнитенности, коэрцитивной силы, намагниченности насыщения.

Поставленная цель достигается тем, что ферромагнитное стекло, включающее SiО2, NiO, Fе2О3, дополнительно содержит Na2О, В2О3, ZnO, причем Fе2О3, NiO, ZnO стекло содержит в виде никельцинкового феррита (Ni, Zn)Fe2О4, представляющего собой отходы ферритового производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiО2 - 35,3-45,2
Na2О - 5,3 - 7,2
В2О3 - 10,8-26,7
2О3, NiO, ZnO в виде (Ni, Zn)Fe2О4 - 35,7-40,8
Синтез предлагаемого ферромагнитного стекла проводится по технологии стекольного производства (Справочник по производству стекла, т.2, гос.изд. литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, М., 1963, 815 с. ) в корундовых тиглях при температуре 1500-1550oС в течение 1 часа. Образцы отливали в виде дисков и отжигали в муфельной печи. Введение в состав стекла Na2О снижает температуру варки стекол.

Дополнительное введение второго стеклообразователя В2О3 способствует протеканию ликвационных процессов в стекле.

Предлагаемая натриевоборосиликатная система с добавками никельцинкового феррита является наиболее оптимальной для возникновения ферромагнетизма. Ферромагнитные свойства усиливаются с возрастанием содержания SiO2 в стеклах (табл. 2). В процессе ликвации боросиликатного стекла добавки ферромагнетика (Ni, Zn)Fe2О4 входят в одну из ликвационных фаз, которой является натриевоборатная составляющая. Наилучшие условия для возникновения ферромагнетизма создаются при наличии очень мелких ликвационных областей, и магнитные частицы концентрируются на поверхности раздела фаз. В матрице боросиликатного стекла с добавками феррита (Ni, Zn) Fe2О4 реализуются области микроликвации, в которых происходит образование квазидоменных группировок магнитных частиц, что обеспечивает стеклу ферромагнитные свойства.

Стекла являются рентгеноаморфными, что подтверждается рентгенофазовым анализом.

При введении (Ni, Zn)Fe2О4 менее 35,7 мас.% снижаются магнитные характеристики стекол, а увеличение концентрации (Ni, Zn)Fe2О4 более 40,8 мас.% вызывает кристаллизацию стекол.

Предлагаемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Составы стекол приведены в табл.1, магнитные характеристики - в табл.2.

Пример 1.

Для приготовления шихты для варки стекла использовали реактивы: оксид бора вводили борной кислотой Н3ВО3 марки "хч", ГОСТ 9656-75, использовали диоксид кремния марки "ч", ГОСТ 9428-73, оксид натрия вводили азотнокислым натрием NaNО3 марки "хч", ГОСТ 4168-79. Компоненты отвешивали с точностью 0,1 г, тщательно перемешивали и засыпали в корундовые тигли емкостью 50 мл. Тигли устанавливали в печь с мазутным обогревом и проводили варку стекла при температуре 1500oС в течение 1 часа. Из готовой стекломассы отливали образцы в виде дисков диаметром 20 мм и толщиной 3 мм. Затем проводили отжиг образцов в муфельной электрической печи при температуре на 10oС ниже температуры размягчения в течение 2 часов и охлаждали вместе с печью.

Аналогично примеру 1 готовили стекла составов 2-4, приведенных в табл. 1.

Таким образом, по результатами испытаний (табл.2) у предлагаемого ферромагнитного стекла по сравнению с известным ферромагнитным стеклом в 3-6 раз выше значения коэрцитивной силы по намагниченности, и в 5-7 раз предлагаемое стекло превосходит известное по намагниченности насыщения.

Похожие патенты RU2195437C2

название год авторы номер документа
Способ получения пористого стекла с магнитными свойствами 2019
  • Свиридов Сергей Иванович
  • Тюрнина Зоя Геральдовна
  • Тюрнина Наталья Геральдовна
RU2720259C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЛОЧНОГО ПЕНОСТЕКЛА 2000
  • Суворов С.А.
  • Шевчик А.П.
  • Можегов В.С.
  • Ли Чы-Тай
RU2187473C2
Способ получения магнитодиэлектрических изделий из никель-цинкового феррита 1985
  • Илюха Николай Григорьевич
  • Скибина Светлана Павловна
  • Измайлов Олег Измайлович
SU1404178A1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ И БРАКА ПРОИЗВОДСТВА ВАРИСТОРНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИНКА 2002
  • Пигунова Д.Н.
  • Кожевников О.А.
  • Орданьян С.С.
RU2228378C2
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ЭМАЛЬ 2001
  • Семин М.А.
  • Зеленченкова Е.Н.
RU2209786C2
БЕТОН ДЛЯ ЛОВУШКИ РАСПЛАВА АКТИВНОЙ ЗОНЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА 2002
  • Бешта С.В.
  • Витоль С.А.
  • Миселев В.М.
  • Павлова Е.А.
  • Сидоров А.С.
  • Судакас Л.Г.
  • Удалов Ю.П.
  • Фёдоров Н.Ф.
  • Хабенский В.Б.
RU2214980C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКОЛ ASS(X=0,10-0,45), ASSE(X=0-0,60) 1999
  • Ананичев В.А.
  • Блинов Л.Н.
RU2152364C1
Ферромагнитное стекло 1983
  • Безродный Владимир Георгиевич
  • Кудышкина Антонина Сергеевна
  • Красавина Клавдия Вячеславовна
  • Дорофевнина Ольга Вячеславовна
  • Перова Елена Владимировна
SU1105482A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТОТВЕРДОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА С НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ 2002
  • Лилеев А.С.
  • Ягодкин Ю.Д.
RU2203515C1
СОСТАВ ХАЛЬКОГЕНИДНОЙ СТЕКЛЯННОЙ МЕМБРАНЫ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ СВИНЦА 1989
  • Власов Ю.Г.
  • Бычков Е.А.
  • Легин А.В.
RU2034289C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 195 437 C2

Реферат патента 2002 года ФЕРРОМАГНИТНОЕ СТЕКЛО

Изобретение относится к классу оксидных стеклообразных материалов, обладающих ферромагнитными свойствами и предназначенных для использования в области электроники, магнитооптики, лазерной техники. Задачей предлагаемого технического решения является повышение магнитных характеристик стекол: остаточной намагниченности, коэрцитивной силы, намагниченности насыщения. Ферромагнитное стекло содержит Fе2О3, NiO, ZnO в виде никельцинкового феррита (Ni, Zn)Fe2О4, представляющего собой отходы ферритового производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%. SiO2 35,3-45,2; Na2О 5,3-7,2; В2О3 10,8-26,7; Fе2О3, NiO, ZnO в виде (Ni, Zn)Fe2О4 35,7-40,8. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 195 437 C2

Ферромагнитное стекло, включающее SiO2, NiO, Fe2O3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Na2O, В2О3, ZnO, причем Fе2O3, NiO, ZnO стекло содержит в виде никельцинкового феррита (Ni, Zn)Fe2O4, представляющего собой отходы ферритового производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
SiO2 - 35,3-45,2
Na2O - 5,3-7,2
В2О3 - 10,8-26,7
2O3, NiO, ZnO в виде (Ni, Zn) Fe2O4 - 35,7-40,8

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2195437C2

Ферромагнитное стекло 1985
  • Кудышкина Антонина Сергеевна
  • Чернокоз Александр Яковлевич
  • Измоденов Юрий Алексеевич
  • Кашичкин Юрий Николаевич
  • Дуров Вадим Валентинович
  • Безродный Владимир Георгиевич
SU1286550A1
Ферромагнитное стекло 1984
  • Костанян Костан Артаваздович
  • Погосян Манук Араратович
  • Мурадян Зорик Арамович
SU1141078A1
ФЕРРОМАГНИТНОЕ СТЕКЛО 0
SU267032A1
US 4360441 A, 23.11.1982
US 4126437 A, 21.11.1978.

RU 2 195 437 C2

Авторы

Кузнецов А.И.

Гордеева А.Ю.

Сычев М.М.

Даты

2002-12-27Публикация

2001-03-22Подача