struktur ferit

Ketika berbicara tentang struktur ferit, banyak orang langsung membayangkan kristal ideal dari buku teks. Dalam praktiknya, semuanya berbeda. Seringkali pelanggan meminta “kekuatan koersif tertinggi”, tanpa menyadari bahwa untuk unit spesifik mereka - misalnya, pemisah di pabrik pengolahan - stabilitas sifat magnetik selama getaran dan perubahan suhu jauh lebih penting. Di sinilah letak intinya: parameter makroskopis suatu produk ditentukan oleh apa yang terjadi pada tingkat butir, domain, dan batas. Dan hubungan ini tidak selalu dapat diprediksi hanya berdasarkan komposisi kimianya.

Dari bubuk hingga produk: dimana kendali hilang

Semuanya dimulai dengan pendahulunya. Oksida besi, strontium, terkadang aditif - tampaknya semuanya sesuai resep. Tetapi satu kumpulan oksida mungkin memiliki aktivitas berbeda karena ukuran partikel utamanya, dan ini adalah panggilan pertama. Pada tahap pencampuran dan pra-sintering, inti fase masa depan terbentuk. Jika Anda tidak mempertahankan profil suhu, alih-alih struktur heksaferit yang homogen, Anda akan mendapatkan campuran fase, dan magnet akan “bersabun”.

Saya ingat sepuluh tahun yang lalu di salah satu fasilitas produksi lama mereka mencoba mempercepat siklus kalsinasi dan menaikkan suhu. Hasil massanya sangat baik, tetapi ketika mereka mulai mengukur induksi magnet pada magnet siap pakai untuk pemisah drum, penyebarannya sangat dahsyat. Ternyata panas berlebih mengakibatkan terbentuknya butiran-butiran besar namun tidak sempurna dengan kepadatan dislokasi yang tinggi di dalamnya. Secara lahiriah, bahannya indah, berwarna abu-abu tua, tetapi sifat-sifatnya cacat.

Perlu dicatat di sini bahwa produsen yang serius, seperti LONGI Corporation, telah mengotomatiskan tahap ini sejak lama. Di situs web merekaljmagnet.ruAnda dapat melihat penekanannya pada kontrol siklus penuh. Dan ini bukan pemasaran: untuk peralatan pertambangan, yang mereka produksi dalam ribuan keping per tahun, stabilitas inti magnetis adalah masalah reputasi dan kurangnya waktu henti bagi klien.

Struktur mikro: di bawah mikroskop dan dalam pekerjaan

Struktur ideal ferit adalah benda padat dan tidak berpori dengan butiran kecil isometrik dan batas yang jelas. Namun dalam hidup selalu ada kompromi. Butiran halus memberikan koersivitas yang tinggi, namun dapat mengurangi sisa induksi. Biji-bijian berukuran besar justru sebaliknya. Tugas teknolog adalah menemukan titik keseimbangan untuk tugas tertentu.

Untuk pemisah tersuspensi yang kuat, yang memerlukan gaya tarik menarik yang besar, sering kali ukuran butirnya diperbesar, sehingga mengorbankan sedikit ketahanan terhadap demagnetisasi. Namun untuk motor atau sensor yang beroperasi di medan bolak-balik, yang penting adalah butiran halus dan “keras”. struktur. Ketika cetakan injeksi dengan plastik ferit adalah cerita yang sama sekali berbeda - penting bahwa partikel ferit tidak hanya bersifat magnetis, tetapi juga memiliki permukaan yang tepat untuk menempel pada polimer.

Salah satu masalah paling berbahaya adalah pori-pori. Mereka tidak hanya mengurangi kepadatan. Mereka memusatkan tekanan mekanis dan menjadi titik awal kehancuran selama guncangan termal atau beban getaran. Pada peralatan pertambangan, yang dikenal dapat beroperasi dalam kondisi yang sulit, cacat ini tidak dapat diterima. Saya melihat sampel di mana, karena mode sintering yang salah, pori-pori tersusun dalam rantai di sepanjang batas butiran - magnet seperti itu hancur di tangan setelah beberapa siklus uji tumbukan.

Pengaruh paduan: tidak hanya untuk paspor

Penambahan kobalt, lantanum, dan bismut adalah metode standar untuk mengoreksi sifat. Tapi di toko mereka melihatnya berbeda. Cobalt mahal dan mudah menguap pada suhu tinggi. Pengenalannya memerlukan kontrol yang tepat terhadap atmosfer di dalam tungku, jika tidak, alih-alih meningkatkan stabilitas suhu, Anda akan mendapatkan heterogenitas di seluruh penampang produk. Sekitar lima belas tahun yang lalu ada tren untuk senyawa paduan kompleks, tetapi kemudian banyak lagi, termasuk rekan-rekan kami dari ChinaPerusahaan LONGI, kembali ke resep yang lebih klasik, tetapi dengan kontrol kerawang atas kemurnian bahan sumber dan geometri butiran.

Dalam kasus mereka, dilihat dari skala produksinya (lebih dari 4.000 unit peralatan per tahun), hal ini dapat dibenarkan secara ekonomi. Keandalan dan prediktabilitas material untuk sistem pemisah magnetiknya mungkin lebih penting daripada nilai rekor untuk satu parameter. Paduan sering kali menyebabkan munculnya fase samping non-magnetik pada batasnya, yang dalam mode pengoperasian peralatan dinamis dapat menyebabkan panas berlebih dan keretakan lokal.

Pengamatan praktis dan kesalahan umum

Kesalahan umum dalam produksi skala kecil adalah menghemat penggilingan. Tampaknya semakin lama kita menggiling, semakin halus dan bagus butirannya. Namun penggilingan yang berlebihan menyebabkan pengerasan bubuk, masuknya kotoran dari media penggilingan dan, secara paradoks, pertumbuhan butiran selama sintering karena kelebihan energi permukaan. Waktu optimal selalu merupakan hasil dari banyak percobaan.

Poin lainnya adalah pendinginan setelah sintering. Pendinginan cepat (quenching) memperbaiki struktur bersuhu tinggi, namun dapat menimbulkan tekanan internal. Pendinginan yang lambat, terutama dalam rentang suhu tertentu, memungkinkan terjadinya rekristalisasi sekunder, yang terkadang berguna. Namun di sini kita perlu mengetahui secara pasti properti apa yang ingin kita ekstrak. Untuk magnet standar, pemisah sering kali hanya menggunakan pendinginan oven terkontrol - stabil dan tanpa kejutan.

Saat bekerja dengan pabrik-pabrik yang berbeda, saya menyadari bahwa pabrik-pabrik tersebut memiliki laboratorium metalografi sendiri dan dapat secara teratur memeriksa bagian-bagian tipis di bawah mikroskop, persentase produk yang sesuai selalu lebih tinggi. Tidaklah cukup hanya mengukur magnet yang sudah jadi dengan Teslameter. Anda perlu melihat apa yang ada di dalamnya. Struktur ferit adalah DNA-nya, dan Anda harus bisa membacanya.

Pandangan ke masa depan: apa yang masih relevan

Meskipun magnet tanah jarang sedang booming, ferit akan tetap ada. Ceruk mereka adalah volume besar, kondisi ketat, dan persyaratan biaya. Perbaikan yang terjadi tidak banyak terjadi pada bidang komposisi baru, tetapi pada bidang kontrol presisi dari proses yang ada. Digitalisasi tungku, takaran yang presisi, pengendalian atmosfer - inilah yang memberikan peningkatan.

Pemain besar seperti yang disebutkanPerusahaan LONGI(Shenyang Longji Scientific Electromagnetic Co., Ltd.), dengan sejarahnya sejak tahun 1993 dan staf sebanyak 1.200 orang, berinvestasi pada hal ini. Karena untuk produk inti mereka – peralatan pertambangan – kuncinya bukanlah kekuatan magnet yang mutlak, namun kemampuannya untuk bekerja selama puluhan tahun dalam debu, getaran, dan degradasi minimal. Dan ini terjadi tepat pada tahap pembentukan struktur mikro itu.

Jadi, ketika saya memikirkan tentang struktur ferit, saya semakin sampai pada kesimpulan bahwa ini lebih merupakan masalah teknik daripada masalah ilmiah. Penting untuk tidak menemukan formula baru, tetapi untuk mengasah proses yang diketahui hingga ke miliklvin dan miligram. Sehingga setiap butir dalam material mengambil tempat yang telah ditentukan. Inilah, dan bukan data paspor, yang pada akhirnya menentukan apakah magnet akan menarik bijih dari pulp selama bertahun-tahun atau gagal dalam enam bulan, sehingga menggagalkan seluruh kompleks pengayaan.