ferrit karbon

Onlar hakkında konuştuklarındaferrit karbonBirçok kişinin aklına hemen klasik stronsiyum veya baryum ferritleri gelir, ancak karbon farklı bir hikayedir. Üretimdeki konuşmalarda sıklıkla karbonun çelikler için olduğunu, ferritlerde ise uzaklaştırılan bir yabancı madde olduğunu duyarsınız. Ancak pratikte her şey daha karmaşıktır. Ben de uzun bir süre böyle düşündüm, ta ki bir tedarikçiden karbon içeren fazların termal stabilite üzerinde beklenmedik bir etki yarattığı bir malzeme grubuyla karşılaşana kadar - iyileştirmediler, ancak belirli bir aralıkta kötüleştirdiler. Bu beni daha derine inmeye zorladı.

Yükteki karbona gerçekte ne olur?

Ferritlerin, özellikle de sert olanların üretimine yönelik klasik teknolojide, karbon genellikle hammaddeler (demir oksitler, karbonatlar) yoluyla yüke girer. Ön kalsinasyon aşamasında yakmaya çalışıyorlar. Ancak onu tamamen yakmak idealdir. Gerçekte, özellikle büyük fırın hacimlerinde, karbonun grafit şeklinde depolandığı ve hatta sinterleme işlemi sırasında demir karbürlerinin oluştuğu yerel bölgeler her zaman vardır. Her zaman bir felaket değildir. Düşük frekanslı uygulamalara yönelik bazı ferrit markalarında, geleneksel olarak %0,2'ye kadar olan küçük bir artık karbon içeriği, histerezis döngüsünü biraz yumuşatarak onu biraz daha dikdörtgen hale getirebilir - ancak bu çok ince bir çizgidir, çaprazdır - ve zorlayıcı kuvvet kontrolsüz bir şekilde yukarı doğru ilerler.

Eski üretim tesislerinden birinde hatırlıyorumferrit karbonsistemlerde darbe transformatörleri için bir grup halkada sorun vardı. Manyetik geçirgenlik partiden partiye değişiyordu. Bunu araştırmaya başladılar - suçlanacak olan ana bileşim değil, demir oksidi hazırlama yöntemiydi. İndirgenmiş demir tozu kullanıldı ve daha sonra oksitlendi. Oksidasyon moduna bağlı olarak orijinal karbonil sürecindeki karbon zincirleri yapıda kaldı. Alan duvarlarını sabitlemek için ek merkezler oluşturanlar onlardı. Çözüm, ideal yanmada değil, kalsitin kontrollü bir şekilde yüke dahil edilmesinde bulundu; bu, süreçte bu karbonu sinterleme aşamasında stabil bir faza bağladı. Ancak bu, kontrol edilmesi gereken bir aşama ekledi.

Bir diğer nokta ise karbonun göç edebilmesidir. Sinterlenmiş ferrit daha sonra mekanik işleme (kesme, taşlama) tabi tutulursa, kenardaki yerel aşırı ısınma, karbonun çevredeki atmosferden (yağ, CO2) yüzey katmanına yayılmasına yol açabilir. Bu, daha sonra termal döngü sırasında mikro çatlaklar geliştiren ince, kırılgan bir katman oluşturur. Bu, büyük sıcaklık farklarına sahip güç kaynaklarında çalışan ürünlerde gözlendi. Taşlama sırasında soğutucuyu değiştirmek ve işleme sonrasında düşük sıcaklıkta tavlama uygulamak zorunda kaldım.

Pratik vakalar ve başarısız deneyler

Yaklaşık on yıl önce bir deney yaptık; karmaşık şekiller için gelişmiş işlenebilirliğe sahip ferrit oluşturma girişimi. Fikir, kalıplamadan önce pres tozuna is şeklinde ince karbonun kasıtlı olarak eklenmesiydi. Şöyle düşündüler: Sinterleme sırasında karbon yanacak, kırılganlığı azaltacak ve daha sonra bir elmas aletle bitirmeyi kolaylaştıracak mikro gözenekler bırakacak. Teori kısmen işe yaradı; işlenebilirlik aslında arttı. Ancak manyetik özellikler, özellikle doygunluk indüksiyonu ve girdap akımı kayıpları gözle görülür şekilde düştü. Gözenekler manyetik devredeki kopmalar gibi davrandı. Sorumlu olmayan ürünler için işe yarayabilir, ancak güç elemanları için tam bir başarısızlık olacaktır. Reddetmek zorunda kaldım.

Ve burada karbonun olumlu bir rol oynadığı ancak farklı bir rol oynadığı tam tersi bir örnek var. Sensörler için ferritlerden bahsediyoruz. Orada Curie noktasının kararlılığına ihtiyacınız var. İkincil hammaddeler (atık geri dönüşümü) kullanıldığında, malzemenin kaçınılmaz olarak organik bağ izleri, yani aynı karbon içerdiği gerçeğiyle karşı karşıya kaldık. Sinterleme döngüsünü optimize ettikten sonra (orta sıcaklıkta daha uzun süre maruz kalma), bu kalıntılar basitçe yanmadı, aynı zamanda ferrik demirin bir kısmını iki değerlikli demire geri döndürmeyi başardı ki bu önemsizdir, ancak Curie noktasını daha yüksek bir sıcaklık bölgesine kaydırdı ve geçişi daha ani hale getirdi. Bu sıcaklık sensörleri için faydalıydı. Ancak bu etkinin üretim koşullarında istikrarlı bir şekilde tekrarlanması başka bir zorluktur. Çok fazla faktöre bağlıdır: granülometri, fırındaki atmosfer, ısıtma hızı.

Burada uzun süredir endüstriyel ölçekte manyetik malzemelerle çalışan büyük oyuncuların deneyimlerinden bahsetmeye değer. Örneğin,LONGI Şirketi(resmi web sitesi -https://www.ljmagnet.ru), 1993'ten beri manyetik ayırıcılar da dahil olmak üzere madencilik ekipmanları geliştiriyor ve üretiyor. Mühendisleri, ayırıcı elemanların aşınması ve stabilitesi bağlamında, karbonun ferritlerin manyetik özellikleri üzerindeki etkisi sorunuyla karşılaşmış olmalı. 140.000 m2 alana sahip Fushun'daki üretimleri ve yılda yaklaşık 4.000 adet ekipmanın üretimi bağlamında, manyetik sistemlerin tekrarlanabilirliği ve dayanıklılığı ciddi sorunlardır. Endüstriyel bir birimin güvenilirliği söz konusu olduğunda malzemelere yönelik pratik yaklaşımlarının laboratuvar araştırmalarından çok farklı olduğunu düşünüyorum. Büyük olasılıkla, ayırıcıların manyetik alanının yıllarca stabilitesini sağlamak için karbon yükünün maksimum saflaştırılması ve kanıtlanmış, muhafazakar sinterleme teknolojilerinin kullanılması yolunu izliyorlar. Bu farklı bir ölçek ve malzemeyle çalışmanın farklı bir felsefesidir.

Proses ve kalite kontrolüne etkisi

Mağaza katında neye benziyor? Kontrolün ana noktası elbette kalsinasyondur. Ancak burada bile her şey basit değil. Oksitleri kalsine ederken sıcaklık veya bekletme süresinde aşırıya kaçarsanız, daha sonra düzeltilemeyecek kadar iri taneli bir yapı elde edebilirsiniz. Karbon, eğer kalırsa, böyle bir yapıda özellikle sinsi davranır - sonraki sinterleme sırasında, yerel yeniden indirgemeye ve metalik demir oluşumuna neden olabilir. Ve bu zaten bir evlilik ve her zaman gözle görülemiyor. Yalnızca kayıplar ölçülürken veya yüksek frekansta uzun süreli çalışma sonrasında tespit edilir - ürün aşırı ısınır.

Bu nedenle, ek kontrol uygulamaya konuldu - yalnızca toplam karbon için kimyasal bir analiz değil (bu uzun zaman alır), aynı zamanda kalsinasyondan sonra pres tozunun direnci için hızlı bir test. Dolaylı bir yöntem ama işe yarıyor. Direnç beklenenden düşükse, artık karbon veya düşük değerlikli demir formlarının kalma olasılığı vardır. Parti ek tavlama için gönderilir.

Bir diğer pratik nüans ise kalıptır. U şeklindeki çekirdekler gibi karmaşık ürünler oluşturmak için organik bağlayıcılar kullanılır. Bu aslında aynı zamanda karbondur. Bunların miktarı ve türü (polivinil alkol, parafin) kritiktir. Çok az olursa parça sinterleme için nakledildiğinde parçalanacaktır. Çok fazla - yandığında büyük gözenekler ve deformasyon kalacaktır. Deneysel olarak seçtik ve ürünün her standart ölçüsü için farklı bir tarif vardı. Evrensel bir çözüm yoktur. Bunu ancak birkaç başarısız partiden ve koleksiyonculardan gelen şikayetlerden sonra hatırlıyorsunuz.

Farklı ferrit türleri için özellikler

Yüksek geçirgen çekirdekler için kullanılan manganez-çinko ferritlerinde (Mn-Zn) karbona karşı tutum en katıdır. Burada izler bile artık kayıpları artırabilir. Tüm teknoloji onu ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır. Oksijen içeren bir atmosferde sinterleme, genellikle son aşamada, kalan karbon bileşiklerini tam olarak oksitlemek için kullanılır.

RF uygulamalarına yönelik nikel-çinko (Ni-Zn) ferritlerinde durum biraz farklıdır. Başlangıçta daha yüksek bir direnç vardır ve karbonun elektrik iletkenliği üzerindeki etkisi o kadar ölümcül değildir. Ancak reaksiyon sinterlemesi sırasında faz oluşumunun kinetiğini etkileyebilir. Mikrodalga emiciler için Ni-Zn ferrit yüküne küçük miktarda karbonatın kasıtlı olarak eklenmesinin tane boyutunun daha iyi kontrol edilmesine olanak sağladığı durumlar olmuştur; karbon, belirli bir aşamada katyonların difüzyonunu geçici olarak engellemiştir. Ancak bu, yine, reklamı yapılmayan belirli bir üretimin teknik bilgisidir.

Baryum ve stronsiyum ferritleri (sert mıknatıslar) için karbon esas olarak düşmandır. Zorlayıcı kuvveti azaltır. Ancak manyetik alanda kuru presleme yoluyla anizotropik mıknatısların üretilmesinde ilginç bir nokta vardır. Tozun akışkanlığını ve parçacık yönelimini geliştirmek için karbon içeren katkı maddeleri (stearatlar) kullanılır. Amaç, ana fazın taneleri büyümeye başlamadan önce tamamen ayrışıp ayrılmalarıdır. Sıcaklık rejimi bozulursa, stearatlardan gelen karbon tanecik sınırlarına nüfuz eder ve bitmiş mıknatısın manyetik özelliklerini keskin bir şekilde kötüleştirir. Rejim geliştirilirken termogravimetri ile izlenir.

Yüksek sesle düşünceler ve açık olmayan sonuçlar

Yani, geri dönecek olursakferrit karbon. Bu sadece 'katkı' değil. Bu, hem istikrarsızlaştırıcı bir faktör hem de çok dar bir çerçevede belirli özellikleri etkilemeye yönelik bir araç olabilen teknolojik bir parametredir. Her şey ne ürettiğinize, hangi ekipmana ve hangi çalışma koşullarına bağlı. Mutlak saflığa endüstriyel ölçekte ulaşılamaz ve her zaman gerekli de değildir. Önemli olan, nerede görünebileceğini (hammaddeler, bağlayıcılar, atmosfer), belirli bir sıcaklık profilinde nasıl davranacağını ve bu sürecin partiden partiye nasıl stabilize edileceğini anlamaktır.

Çoğu zaman özelliklerin tekrarlanabilirliğiyle ilgili sorunlar ana bileşime değil, bu tür "küçük şeylere" - oksit tedarikçisindeki bir değişiklik nedeniyle veya fırın astarının aşınması ve yıpranması nedeniyle atmosferi değiştiren karbonun içeriği ve biçimine dayanır. Bu nedenle kritik ürünler için teknolojik süreç haritalarında artık sadece “Fe2O3 içeriğini” değil, “kalsinasyon sonrası maksimum C içeriğini” ve hatta “presleme için önerilen bağlayıcı tipini” de ayrı bir satıra yazıyoruz. Bu riskleri azaltır.

Sonuç olarak, ferritlerle çalışmak her zaman manyetik özellikler, üretilebilirlik, maliyet ve stabilite arasında bir uzlaşma anlamına gelir. Carbon da bu alandaki oyunculardan biri. Göz ardı edilemez ama şeytanlaştırılmaması da gerekir. Sadece kendi teknolojik zincirinizdeki alışkanlıklarını bilmeniz yeterli. Malzeme bilimindeki pek çok şey gibi, ders kitaplarından elde edilen saf teoriden daha fazla ampirik ve birikmiş deneyim vardır. Başarısız deneyler de dahil olmak üzere bu deneyim, bir uygulayıcıyı bir teorisyenden ayıran şeydir.