8.4. Промышленная технология Mn–Zn-ферритов

Задача технологии ферритов – получение из оксидов изделий заданных конфигураций и размеров со структурой типа шпинели, определенным зеренным составом, пористостью и электромагнитными параметрами экономически целесообразными способами. Проблемными при этом являются вопросы однородности структурно-фазового состава и воспроизводимости свойств материала. В производстве находят применение оксидный, солевой и соосаж-денный методы получения порошков; для формования применяются в основном методы: прессования, а также горячего литья под давлением, экструзия, горячее прессование и др. Спекание Мn–Zn-ферритов из-за полиморфных превращений марганца необходимо проводить в специальной атмосфере или вакууме.

Выпускаемые ферриты делятся на две группы – I и II. Независимо от марки эти ферриты имеют общую основу Fе₂O₃–МnО–ZnО, содержание компонентов которых приводится в табл. 8.

Получить определенные значения магнитной проницаемости, тангенса угла магнитных потерь в полях различной напряженности, температурного коэффициента магнитной проницаемости при положительных и отрицательных значениях температур с максимальной плотностью и однородной пористостью, отсутствием внешних дефектов на поверхности изделий можно при строгом соблюдении химического и структурно-фазового состава материала.

Таблица 8

Химический состав Мn–Zn-ферритов

Химический состав, %	Fе2О3	МnО	ZnО
Массовый	52,5–54,8	24,5–35,8	9,0–23,0
Молекулярный	69,5–72,3	14,5–21,3	6,2–15,6

Выдерживать заданный химический состав в условиях промышленного производства трудно, так как исходные компоненты имеют разное содержание примесей и физико-химическое состояние, при работе оборудования возможны отклонения от заданных технологических режимов, в процессе изготовления шихты она засоряется, а неоднородности температуры и газовой среды при спекании затрудняют обеспечение заданной валентности входящих оксидов.

При изготовлении ферритов I группы, для которых гарантируется значение двух-трех параметров (, tg) с соответствующими отклонениями от номиналов, используют стандартное сырье. Если требуется гарантировать пять и более параметров (, tg, ТК_, _r, элементы петли гистерезиса и т. п.) в заданных диапазонах частот и температур (ферриты II группы), то используют метод вариации составов шихт или двухпартионную технологию. Пара­метры ферритов в большей степени зависят от содержания Fе₂О₃ (Fе₃O₄). Количество Fе₂O₃, превратившегося в Fе₃O₄, зависит от состава шихты и от числа примесей, которые могут препятствовать этому превращению или ускорять его.

Сущность двухпартионной технологии – в варьировании содержания Fе₂O₃ в составе феррита. Для этого приготавливают две партии шихты, отличающиеся по содержанию Fе₂O₃ от заданного состава на 1–1,5%. Партию с большим содержанием обозначают А, с меньшим – Б. Затем приготавливают пробные смеси по 100–200 г с соотношением А и В: 20 + 80; 40 + 60; 50 + 50; 60 + 40; 80 + 20%, и изготавливают ферритовые изделия, например кольцевые сердечники, которые обжигают при разных режимах и измеряют их электромагнитные параметры. Такой процесс называют аттестацией ферритового порошка. По лучшим параметрам и технологическим режимам определяют окончательное соотношение А и Б, по которому приготавливается большая промышленная партия (несколько сот килограмм и более) и запускается в производство. Иногда варьируют ZnО. Пример составления шихты для марки прецизионного феррита 2000 НМ1 показан в табл. 9.

В последние годы в технологии ферритов широко используется распылительная сушка суспензий. В производственном цикле ей предшествует комплекс операций по усреднению порошков, приготовлению, помолу и накоплению суспензий.

Таблица 9