- •1.Спекание корундовых изделий. Оксиды, влияющие на спекание.
- •2.Виды корундовой керамики, их свойства и области применения.
- •4. Модификации диоксида циркония. Частичная и полная стабилизация диоксида циркония.
- •5. Технология изделий из диоксида циркония. Свойства и области применения циркониевой керамики.
- •6.Технология бериллиевой керамики
- •7. Свойства и применения керамики из оксида бериллия. Охрана труда
- •8. Свойства оксида магния. Технология, свойства и применение периклазовой керамики.
- •10. Стеатитовая керамика виды, технология и области применения.
- •12.Технология и свойства кордиеритовой, цельзиановой и цирконовой керамики. Области применения.
- •13. Технология и свойства волластонитовой и сподуменовой керамики. Области применения.
- •14. Диоксид титана и другие важнейшие соединения, входящие в состав конденсаторной керамики.
- •15. Технология конденсаторной керамики. Особенности технологии важнейших типов керамических конденсаторов.
- •16. Титанат бария и его свойства как сегнетоэлектрика. Пьезосвойства сегнетоэлектрических кристаллов.
- •17. Особенности технологии и важнейшие типы пьезокерамических материалов(п.М). Области применения пьезокерамики.
- •18. Особенности неметаллических ферромагнетиков и их значение для техники. Строение и свойства феррошпинелей и зависимости от химического состава.
- •19. Типы магнитной керамики, их особенности и типичные составы. Технология основных видов магнитной керамики.
- •21 Основные методы изготовления изделий из бескислородных соединений. Области применения керамики из бескислородных соединений.
- •23. Технология и важнейшие свойства композиционных материалов на основе сочетания металлических и неметаллических фаз (керметов).
- •24. Методы металлизации керамики. Вакуум-плотные спаи керамики с металлами и методы их получения.
- •25. Особенности механической обработки керамики. Физико-механические характеристики керамики, влияющие на ее обработку.
18. Особенности неметаллических ферромагнетиков и их значение для техники. Строение и свойства феррошпинелей и зависимости от химического состава.
Феррошпинелями называют такие шпинели, у которых трехвалентным ионом обязательно является ион Fe3+. Общая формула феррошпинели MeFe2O4 или MeOFe2O3. В качестве Ме2+ могут быть Fe2+, Ni2+, Mn2+, Cu2+, Zn2+, Co2+, Cd2+ и др. двухвалентные элементы. Большинство железистых шпинелей - ферромагнитные веществам (обнаруживают магнитные свойства при отсутствии магнитного поля, или после его воздействия на них).
Неметаллические ферромагнитные вещества получили общее название «ферриты». К ферритам кроме феррошпинелей относятся также соединения Fe2O3 с другими оксидами, имеющими структуру, отличную от шпинелей.
Магнитными свойствами обладают шпинели, у которых двухвалентный ион представлен главным образом переходными с частично заполненными внутренними Зd-электронными оболочками. Магнитные свойства феррошпинелей связаны со структурой шпинели и распределением ионов металлов внутри кристаллической решетки шпинели. Ионы металлов могут занимать одно из имеющихся в решетке шпинели положений — тетраэдрическое или октаэдрическое (могут находиться в пустотах между четырьмя либо шестью ионами кислорода). Ионы с большим радиусом и низкой валентностью (Мn2+, Cd2+, Zn2+), как и небольшие ионы с высокой валентностью, стремятся в тетраэдрическое положение. Небольшие же ионы с низкой валентностью и большие ионы с высокой валентностью (Ti4+, Sn4+) находятся в октаэдрическом положении.
Х арактерная особенность керамических магнитных материалов — их самопроизвольная (спонтанная) намагниченность без приложения внешнего магнитного поля. Области, в которых магнитные моменты (спины) ориентируются в одном направлении, называют магнитными доменами. Возможны три случая ориентации магнитных доменов:
а) все домены ориентируются параллельно, как это схематично показано на рис. В этом случае феррит относится к ферромагнетикам;
б) домены в результате отрицательного обменного взаимодействия между электронами исходных атомов кристаллической решетки ориентируются антипараллельно друг другу и их суммарный момент равен нулю. В этом случае феррит называют антиферромагнитным и он магнитными свойствами не обладает;
в ) домены расположены антипараллельно, но их суммарный момент не равен нулю. Такие ферриты представляют собой нескомпенсированный ферромагнетик и их называют ферримагнетиками. Они проявляют ферромагнитные свойства. Магнитные свойства феррошпинели зависят от расположения ионов Fe+3 и Ме2+ в кристаллической решетке шпинели. Феррошпинели, обладающие магнитными свойствами, имеют структуру обращенной шпинели, т. е. половина ионов трехвалентного железа из обычного для них октаэдрического положения находится в тетраэдрическом. Ионы железа поровну находятся в различных координационных положениях и их магнитные моменты компенсируются. Суммарный спиновый момент феррошпинели определяется как разность спинового магнитного момента ионов. Путем введения различных ионов и образования твердых растворов можно регулировать намагниченность насыщения ферритов.
Ферриты обнаруживают явление магнитного гистерезиса (заключается в том, что изменение магнитной индукции В запаздывает по отношению к изменению напряженности внешнего магнитного поля Н). Если изменять Н от нуля, то магнитная индукция будет возрастать до некоторого предела по нелинейному закону (отрезок ON), после чего кривая сменится прямой, идущей под некоторым углом к горизонтальной оси. Этот участок называют участком насыщения, он соответствует выравниванию магнитных моментов в направлении поля. При уменьшении напряженности поля до нуля магнитная индукция В не будет изменяться по кривой ON, a будет несколько запаздывать в уменьшении, и, когда напряженность поля будет равна нулю, феррит будет иметь. некоторую остаточную индукцию Вост. Чтобы полностью размагнитить феррит, надо приложить магнитное поле противоположного направления. Напряженность магнитного поля Нк, полностью размагничивающая феррит, называется коэрцитивной силой. Форма петли магнитного гистерезиса определяет многие свойства феррита.
Плотность, г/см3 3-5
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К) 6,3
Коэффициент линейного расширения, 10-6*С-1 5-10
Теплоемкость, Дж/(г*К) 0,8
Важнейшими группами являются магнитомягкие ферриты, ферриты для СВЧ, ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) и магнитотвердые ферриты. Магнитомягкие ферриты представляют собой керамику на основе системы NiO—ZnO—Fe2О3 и МnО—ZnO—Fe2O3. Ферриты для СВЧ-диапазона по составу весьма разнообразны: это иттриевые феррогранаты Y3Fe5O12 с различными добавками, твердые растворы на основе систем MgO—Сг2Oз+Fe2O3, MgO— 12O3—Fe2O3, MgO—MnO—F2O3 и др. с различными добавками. Ферриты СВЧ-назначения весьма чувствительны к колебаниям в режиме технологического процесса. Ферриты с ППГ изготовляют, на основе твердых растворов в системе MgO—MnO—Fe2O3 с введением добавок различных оксидов. Магнитотвердые ферриты на основе гексаферритов бария BaO (Fe2O3)6 и стронция SrO(Fe2O3)6, а также некоторых других соединений используются в качестве постоянных магнитов. Области применения ферритов в современной технике разнообразны и обширны. Их используют в радиоэлектронике, радиотехнике и телевизионных устройствах, в радиолокационных приборах и радиорелейных системах связи, в качестве элементов памяти, для постоянных магнитов и т.д.