феррит көміртегі

Олар туралы сөйлескендеферрит көміртегі, көптеген адамдар бірден классикалық стронций немесе барий ферриттері туралы ойлайды, бірақ көміртегі - бұл басқа әңгіме. Көбінесе өндірістегі әңгімелерде көміртектің болаттарға арналғанын естисіз, бірақ ферриттерде ол жойылатын қоспа болып табылады. Бірақ іс жүзінде бәрі күрделірек. Мен көміртегі бар фазалар термиялық тұрақтылыққа күтпеген әсер еткен бір жеткізушіден материалдың партиясын кездестіргенге дейін ұзақ уақыт бойы осылай ойладым - олар жақсармады, бірақ оны белгілі бір диапазонда нашарлатты. Бұл мені тереңірек қазуға мәжбүр етті.

Зарядтағы көміртегімен шын мәнінде не болады

Ферриттерді, әсіресе қаттыларын өндірудің классикалық технологиясында көміртегі шихтаға көбінесе шикізат - темір оксидтері, карбонаттар арқылы түседі. Олар оны күйдіруге дейінгі кезеңде күйдіруге тырысады. Бірақ оны толығымен өртеу өте қолайлы. Шындығында, әсіресе пештің үлкен көлемдерінде әрқашан көміртегі графит түрінде сақталатын немесе тіпті агломерация процесінде темір карбидтерін түзетін жергілікті аймақтар бар. Бұл әрқашан апат емес. Төмен жиілікті қолдануға арналған ферриттердің кейбір брендтерінде, шартты түрде 0,2% -ға дейін аз қалдық көміртегі мөлшері тіпті гистерезис ілмегін сәл тегістей алады, бұл оны сәл тікбұрышты етеді - бірақ бұл өте жұқа сызық, кесілген - және мәжбүрлі күш бақыланбайды.

Мен байланысты ескі өндіріс орындарының бірінде есімдеферрит көміртегіжүйелерінде импульстік трансформаторларға арналған сақиналар партиясымен ақаулық туындады. Магниттік өткізгіштік партиядан партияға дейін өзгерді. Олар оны зерттей бастады - кінәлі негізгі құрам емес, темір оксидін дайындау әдісі. Тотықсыздандырылған темір ұнтағы қолданылды, содан кейін ол тотықтырылды. Ал тотығу режиміне байланысты құрылымда бастапқы карбонилдік процестің көміртегі тізбектері қалды. Олар домен қабырғаларын бекіту үшін қосымша орталықтарды құрды. Ерітінді идеалды жағуда емес, кальцитті шихтаға бақыланатын енгізуде табылды, бұл процесте бұл көміртекті агломерация сатысында тұрақты фазаға байланыстырды. Бірақ бұл бақылау үшін кезең қосты.

Тағы бір мәселе, көміртегі көшуі мүмкін. Егер агломерацияланған феррит содан кейін механикалық өңдеуге ұшыраса - кесу, ұнтақтау - шетіндегі жергілікті қызып кету көміртегінің қоршаған атмосферадан (мұнай, СО2) беткі қабатқа диффузиясына әкелуі мүмкін. Бұл жұқа, сынғыш қабат жасайды, содан кейін термиялық цикл кезінде микрожарықтар пайда болады. Бұл үлкен температура айырмашылығы бар қуат көздерінде жұмыс істейтін өнімдерде байқалды. Ұнтақтау кезінде салқындатқышты өзгертуге және өңдеуден кейін төмен температурада жасытуды енгізуге тура келді.

Практикалық жағдайлар және сәтсіз эксперименттер

Бізде шамамен он жыл бұрын эксперимент болды - күрделі пішіндер үшін жақсартылған өңдеу мүмкіндігі бар феррит жасау әрекеті. Идеясы қалыптау алдында пресс ұнтағына күйе түріндегі ұсақ көміртекті әдейі енгізу болды. Олар былай деп ойлады: агломерация кезінде көміртегі жанып, микрокеуектер қалдырады, бұл сынғыштықты азайтады және гауһар таспен кейінгі өңдеуді жеңілдетеді. Теория ішінара жұмыс істеді - жұмыс қабілеттілігі шынымен жақсарды. Бірақ магниттік қасиеттер, әсіресе қанықтыру индукциясы мен құйынды ток жоғалтулары айтарлықтай төмендеді. Кеуектер магниттік тізбектегі үзілістер сияқты әрекет етті. Жауапты емес өнімдер үшін бұл жұмыс істеуі мүмкін, бірақ қуат элементтері үшін бұл толықтай сәтсіздікке ұшырайды. Мен бас тартуға тура келді.

Міне, қарама-қарсы мысал, мұнда көміртек оң рөл атқарды, бірақ басқа рөлде. Біз сенсорларға арналған ферриттер туралы айтып отырмыз. Мұнда сізге Кюри нүктесінің тұрақтылығы қажет. Біз екінші реттік шикізатты (қалдықтарды қайта өңдеу) пайдаланған кезде материалда міндетті түрде органикалық байланыстардың іздері, яғни бірдей көміртек болатын фактіге тап болдық. Агломерлеу циклін оңтайландырғаннан кейін - аралық температурада ұзағырақ әсер ету - бұл қалдықтар жай күйіп қалмады, бірақ темір темірдің бір бөлігін екі валентті темірге қалпына келтіре алды, бұл елеусіз, бірақ Кюри нүктесін жоғарырақ температура аймағына ауыстырды және өтуді күрт етті. Бұл температура сенсорлары үшін пайдалы болды. Бірақ бұл әсерді өндіріс жағдайында тұрақты түрде қайталау - тағы бір мәселе. Тым көп факторларға байланысты: гранулометрия, пештегі атмосфера, қыздыру жылдамдығы.

Бұл жерде ұзақ уақыт бойы өнеркәсіптік ауқымда магниттік материалдармен жұмыс істейтін ірі ойыншылардың тәжірибесін атап өткен жөн. Мысалы,LONGI корпорациясы(ресми веб-сайт -https://www.ljmagnet.ru), ол 1993 жылдан бері тау-кен жабдықтарын, оның ішінде, әрине, магниттік сепараторларды жасап, шығарады. Олардың инженерлері бөлгіш элементтердің тозуы мен тұрақтылығы аясында ферриттердің магниттік қасиеттеріне көміртектің әсер ету мәселесіне тап болған болуы керек. Аумағы 140 000 м2 және жылына шамамен 4 000 бірлік жабдықты шығаратын Фушунда оларды өндіру жағдайында магниттік жүйелердің қайталануы мен ұзақ мерзімділігі мәселелері өзекті болып табылады. Өнеркәсіптік қондырғының сенімділігіне қауіп төнген кезде олардың материалдарға практикалық көзқарасы зертханалық зерттеулерден айтарлықтай ерекшеленеді деп ойлаймын. Олар, ең алдымен, көміртегіден шихтаны максималды тазарту және сепараторлардың магнит өрісінің тұрақтылығын жылдар бойы қамтамасыз ету үшін дәлелденген, консервативті агломерациялау технологияларын пайдалану жолымен жүреді. Бұл материалмен жұмыс істеудің басқа масштабы және басқа философиясы.

Процесске және сапаны бақылауға әсері

Дүкенде ол қандай көрінеді? Бақылаудың негізгі нүктесі, әрине, кальцинация болып табылады. Бірақ мұнда да бәрі қарапайым емес. Егер сіз оксидтерді күйдіру кезінде температураны немесе ұстап тұру уақытын асыра алсаңыз, кейінірек түзетілмейтін тым ірі түйіршікті құрылымды алуға болады. Көміртек, егер ол қалса, мұндай құрылымда әсіресе жасырын әрекет етеді - кейінгі агломерация кезінде ол жергілікті қайта қалпына келтіруді және металл темірдің пайда болуын тудыруы мүмкін. Бұл қазірдің өзінде неке, және әрқашан көзге көрінбейді. Ол тек шығындарды өлшеу кезінде немесе жоғары жиілікте ұзақ жұмыс істегеннен кейін анықталады - өнім қызып кетеді.

Сондықтан, қосымша бақылау енгізілді – жалпы көміртегінің химиялық талдауы ғана емес (бұл көп уақытты алады), бірақ күйдірілгеннен кейін пресс ұнтағының кедергісін жылдам сынау. Жанама әдіс, бірақ ол жұмыс істейді. Егер қарсылық күтілгеннен төмен болса, көміртектің қалдық немесе темірдің төмен валентті түрлерінің пайда болу мүмкіндігі бар. Пакет қосымша күйдіруге жіберіледі.

Тағы бір практикалық нюанс - бұл қалып. Күрделі өнімдерді қалыптастыру үшін, мысалы, U-тәрізді өзектер, органикалық байланыстырғыштар қолданылады. Бұл, шын мәнінде, көміртегі. Олардың саны мен түрі (поливинил спирті, парафин) маңызды. Тым аз және бөлшектер агломерацияға тасымалданған кезде бөлініп қалады. Тым көп - күйіп кеткен кезде үлкен тесіктер мен деформация қалады. Біз оны эксперименталды түрде таңдадық, өнімнің әрбір стандартты өлшемі үшін әртүрлі рецепт болды. Әмбебап шешім жоқ. Сіз мұны бірнеше сәтсіз топтамалар мен коллекционерлердің шағымдарынан кейін ғана есте сақтайсыз.

Ферриттердің әр түрлі түрлерінің ерекшеліктері

Өткізгіштігі жоғары өзектер үшін қолданылатын марганец-мырыш ферриттерінде (Mn-Zn) көміртегіге деген қатынас ең қатал. Онда, тіпті іздер қалдық шығындарды арттыруы мүмкін. Барлық технология оны жоюға арналған. Құрамында оттегі бар атмосферада агломерациялау көбінесе соңғы сатыда кез келген қалдық көміртегі қосылыстарын тотықтыру үшін қолданылады.

РЖ қолданбаларына арналған никель-мырыш (Ni-Zn) ферриттерімен әңгіме сәл басқаша. Бастапқыда жоғары қарсылық бар, ал көміртектің электр өткізгіштікке әсері соншалықты өлімге әкелмейді. Бірақ ол реакция агломерациялау кезінде фаза түзілу кинетикасына әсер етуі мүмкін. Микротолқынды сіңіргіштерге арналған Ni-Zn феррит зарядына аз мөлшерде карбонатты әдейі қосу түйір өлшемін жақсырақ бақылауға мүмкіндік беретін жағдайлар болды - көміртегі белгілі бір кезеңде катиондардың диффузиясын уақытша тежеді. Бірақ бұл, тағы да, жарнамаланбайтын белгілі бір өндірістің ноу-хауы.

Барий және стронций ферриттері (қатты магниттер) үшін көміртегі негізінен жау болып табылады. Ол мәжбүрлеу күшін азайтады. Бірақ магнит өрісінде құрғақ престеу арқылы анизотропты магниттерді алудың қызықты сәті бар. Құрамында көміртегі бар қоспалар (стеараттар) ұнтақтың ағындылығын және бөлшектердің бағытын жақсарту үшін қолданылады. Мақсат - негізгі фазаның дәндері өсе бастағанға дейін олардың толығымен ыдырауы және кетуі. Температура режимі бұзылса, стеараттардан көміртегі дән шекараларына еніп, дайын магниттің магниттік қасиеттерін күрт нашарлатады. Режимді жасау кезінде термогравиметрия арқылы бақыланады.

Қатты ойлар және айқын емес тұжырымдар

Сонымен, оралуферрит көміртегі. Бұл жай ғана «қоспа» емес. Бұл тұрақсыздандыратын фактор және өте тар шеңберде белгілі бір қасиеттерге әсер ету құралы бола алатын технологиялық параметр. Мұның бәрі сіз не өндіретініңізге, қандай жабдыққа және қандай жұмыс жағдайларына байланысты. Абсолютті тазалыққа өнеркәсіптік ауқымда қол жеткізу мүмкін емес және ол әрқашан қажет емес. Ең бастысы, оның қай жерде пайда болуы мүмкін екенін (шикізат, байланыстырғыш заттар, атмосфера), оның белгілі бір температура профилінде қалай әрекет ететінін және бұл процесті партиядан партияға қалай тұрақтандыру керектігін түсіну.

Көбінесе қасиеттердің қайталану мүмкіндігіне қатысты мәселелер негізгі құрамға емес, осындай «кішігірім заттарға» - оксид жеткізушісінің өзгеруіне немесе пештің қаптамасының тозуына, атмосфераның өзгеруіне байланысты өзгеретін көміртектің мазмұны мен формасына байланысты. Сондықтан, маңызды өнімдерге арналған технологиялық процесс карталарында біз енді жеке жолға тек «Fe2O3 құрамын» ғана емес, сонымен қатар «кальцинациядан кейінгі ең жоғары С мазмұнын» және тіпті «пресстеуге ұсынылатын байланыстырғыш түрін» жазамыз. Бұл тәуекелдерді азайтады.

Нәтижесінде, ферриттермен жұмыс істеу әрқашан магниттік сипаттамалар, өндіргіштік, құн және тұрақтылық арасындағы ымыраға айналады. Көміртек осы саладағы ойыншылардың бірі болып табылады. Оны елемеуге болмайды, бірақ оны демонизациялауға да болмайды. Сіз өзіңіздің нақты технологиялық тізбегіңізде оның әдеттерін білуіңіз керек. Материалтанудағы көптеген нәрселер сияқты, оқулықтардағы таза теорияға қарағанда эмпирика мен жинақталған тәжірибе көп. Және бұл тәжірибе, соның ішінде сәтсіз эксперименттер, практикті теоретиктен ерекшелендіретін нәрсе.