Снижение магнитных и диэлектрических потерь в иттрий-железистом гранате
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
шихте 2,34 моль, составляет для кристаллографического направления 1,6тАв10-9 см2/с
Отсюда, зная величину D для двух температур, определяем величину предэкспоненциального члена D и энергии активации ?E.
Температурная зависимость коэффициента диффузии кислорода в феррогранате, содержащего 1,34 моль оксидов железа сверх стехиометрии, приведена в соответствии с рисунком 11. Получившаяся зависимость имеет вид:
Do2 = 4,01тАв10-3тАвехр (-1,4 эв/КТ) см2/сек (10)
Рисунок 10 - Зависимость коэффициента диффузии кислорода в ИЖГ от концентрации компонентов в исходной шихте
Рисунок 11 - Температурная зависимость коэффициента диффузии кислорода в ИЖГ (избыток Fe2O3 1,34 моль%)
Одним из основных достоинств ферритов является высокое удельное электрическое сопротивление в сочетании с достаточно высоким значением магнитной проницаемости; индукция насыщения ферритов меньше, чем металлических магнитных материалов. Особенно выгодно применение их на высоких частотах при малых индукциях. По электрическим свойствам ферриты представляют собой полупроводники, проводимость которых возрастает с повышением температуры. Эффективная удельная электрическая проводимость ферритов увеличивается с возрастанием частоты. На низких частотах ферриты обладают высокой относительной диэлектрической проницаемостью примерно 105. Одновременно высокое значение относительных магнитной ? и диэлектрической ? проницаемостей может приводить к нежелательному объемному резонансу. При объемном резонансе потери резко возрастают, а магнитная проницаемость уменьшается. Для сердечников из марганец-цинковых ферритов с поперечным сечением 1 см ??105 частота объемного резонанса приблизительно равна 1 МГц.
Магнитные свойства ферритов резко меняются при одновременном наложении постоянных и переменных полей.
Механические и теплофизические характеристики ферритов имеют следующие ориентировочные значения: модуль Юнга (0,45тАж2,15)108 кПа; модуль сдвига (0,43тАж7,4)107 кПа; коэффициент Пуассона (0,22тАж0,40); удельная теплоемкость ферритов приблизительно равна (0,6тАж0,9)10i Дж/(кгК), коэффициент теплопроводности приблизительно равен (2,8тАж5,7) Вт/(мК), коэффициент линейного расширения приблизительно равен (5тАж10)10-6 1/град.
При кратковременном воздействии повышенной и пониженной температур и при температурных циклах могут быть остаточные изменения магнитной проницаемости.
Отжиг в кислородной атмосфере феррита со структурой иттрий-железистого граната в большей степени влияет на такой электромагнитный параметр, как тангенс диэлектрических потерь.
Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в электроизоляционном материале под воздействием на него электрического поля.
Способность диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле обычно характеризуют углом диэлектрических потерь, а также тангенсом угла диэлектрических потерь.
Значение потерь пропорционально квадрату приложенного к диэлектрику напряжения и частоте, что необходимо учитывать при выборе электроизоляционных материалов для аппаратуры высокого напряжения и высокочастотной.
С увеличением приложенного к диэлектрику напряжения до некоторого значения Uо начинается ионизация имеющихся в диэлектрике газовых и жидкостных включений, при этом ? начинает резко возрастать за счет дополнительных потерь, вызванных ионизацией
Иттрий-железистый гранат, Y3Fe5O12, - ферримагнитный диэлектрик, который при незначительном легировании проявляет свойства полупроводника. Активация светом избыточного заряда в окрестностях дефектов приводит к фотомагнитным превращениям - физические свойства кристалла после освещения изменяются [1]. При этом электрическое сопротивление кристалла остается очень высоким.
2. Методика экспериментальных исследований
2.1 Технология и основы производства ферритов
Основные этапы технологического процесса и их классификация.
Общие вопросы технологии ферритов.
Основная задача создания оптимальной технологии ферритов состоит в получении материалов с воспроизводимыми, однородными, заданными магнитными и электрическими свойствами при минимальных затратах на оборудование, сырье, электроэнергию и рабочую силу при максимальном выходе годных изделий. Технологический процесс является многооперационным и длительным.
При производстве ферритов применяют три основные метода приготовления шихты:
а) метод смещения метод смещения и помола порошкообразных окислов (керамический метод);
б) метод термического разложения смеси солей соответствующих металлов до окислов;
в) метод совместного осаждения углекислых солей или гидроокисей с последующим термическим разложением их до окислов.
Преимуществами двух последних (химических) методов являются получение высокогомогенной смеси без помола и смешения, а так же обеспечение высокой воспроизводимости ее физико-химических и структурных характеристик.
Недостатком химических методов является необходимость переработки большого количества сырых материалов; кроме того, отходы производства при использовании этих методов загрязняют окружающую среду, при совместном осаждении годроокисей осадок адсорбирует находящиеся в растворе соли, трудно удаляемые последующей отмывкой и обжигом.
Наиболее распространен метод приготовления шихты из окислов. К его достоинствам относятся: возможность точного соблюдения зад