Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ФЕРРИТЫ-ХРОМИТЫ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ: СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА

Иванов В В, Ульянов А К, Шабельская Н П,

1.2.1. Приготовление шихты из порошкообразных оксидов

Этот метод еще известен под названием «керамическая технология» [12]. Реализуют указанный метод двумя способами:

? смешиванием оксидов соответствующих металлов, брикетированием и последующим обжигом исходной смеси при температуре 800–1650 °С в течение 50–300 часов [13–16];

? смешиванием оксидов соответствующих металлов, предварительным обжигом при температуре 750–900 °С в течение 3–5 часов, размолом, брикетированием и спеканием при температуре 900–1200 °С в течение 3–5 часов [17, 18].

Следует отметить, что до недавнего времени рассматриваемый способ являлся основным для получения шпинелей [19-47].

Ферриты. Синтез марганец-цинкового феррита осуществляли при температурах 1140, 1170, 1650 °С в течение 4 и 8 часов (из них 4 часа – предварительный и 4 часа – окончательный отжиг) [19]; при 1330 °С в течение 5 часов [20]; при 1150–1300 °С в течение 6 часов [21]. Феррит состава Mn0,516Zn0,395Fe2,089O4 был получен по керамической технологии путем спекания исходных оксидов на воздухе при температуре
800–1050 °С [22]. Формирование структуры никель-цинкового феррита проводили при 1250 °С в течение 24 часов [23]; при 900 °С в течение 4 часов [24]. Ферриты системы CuFe2O4 – Cu0,5Fe2,5O4 – Fe3O4 [25] обжигали на воздухе при 700 °С в течение 24 часов, а затем при 900–1300 °С в течение 5–20 часов. Образование феррита цинка проходило на 80 % в течение 40 минут при температуре 800 °С [26], феррита никеля (II) – на 10 % при 800 °С и продолжительности термообработки 4 часа [27]. Образование феррита меди-кобальта в системе Cu1–xCoxFe2O4 проходило при 1050 °С и 950 °С (каждый вид обжига – по 2 часа) [28].

Хромиты. В [29] хромит меди CuCr2O4 получали по керамической технологии, проводя предварительный обжиг при 800 °С в течение 6 часов, и окончательный – при 900 °С в течение 5 часов; в [30] CuCr2O4 синтезировали при температуре 900 °С в течение 68 часов на воздухе. Хромит никеля (II) NiCr2O4 [31] был получен при температуре 1200 °С в течение 24 часов на воздухе. Хромиты системы Cu1–xNixCr2O4 могут быть получены при 1200 °С в течение 90 часов [32–34]. Хромит цинка [35] был синтезирован при температуре 1200 °С в течение 24 часов на воздухе.

Ферриты-хромиты. Твердые растворы шпинельной структуры состава NiFe2–xCrxO4 были получены: при 1400 °С в течение 7 часов [36, 37]; при 1200 °С в течение 90 часов [38–40]; в [41, 42] синтез шпинели осуществлялся аналогично, только оксид никеля (II) вводили в виде NiCO3. В [43] синтез осуществляли при температуре 1200 °С в течение 60 часов. В [43–46] приводятся сведения о синтезе твердых растворов состава ZnFe2–xCrxO4: 900 °С в течение 120 часов [44–46] и при 1100 °С в течение 7 суток [43]. Шпинели состава CoFe2–xCrxO4 получали при 900 °С в течение 400 часов [45, 46] и при 1200 °С в течение 70 часов [43]. Для шпинелей CuFe2–xCrxO4 условия формирования структуры следующие: термообработка при температуре 1000 °С в течение 100 часов [47].

Широкий разброс данных по синтезу отдельных ферритов и хромитов переходных элементов по керамической технологии может быть связан с различным гранулометрическим составом исходных порошков оксидов, а также различными условиями брикетирования шихт.

Синтез шпинелей по такому способу, как видно из приведенных данных, проходит при высоких температурах и требует длительной термообработки. К достоинствам указанного метода следует отнести возможность точно контролировать химический состав синтезируемых материалов, а также отсутствие вредных продуктов процесса, что повышает экологичность производства.