Получение и формирование свойств ферритов литиевой группы при высокоэнергетических механических и электронно-пучковых воздействиях

Лысенко, Елена Николаевна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение…………………………………………………………………………………………………………………………….. 6
Глава 1 Структура, свойства и получение ферритов…………………………………………………… 15
1.1 Кристаллическая структура ферритов-шпинелей…………………………………………………………15
1.2 Магнитные свойства ферритов……………………………………………………………………………………. 20
1.3 Электрические свойства ферритов……………………………………………………………………………….23
1.4 Методы получения ферритовых материалов………………………………………………………………..25
1.4.1 Керамический способ получения ферритов……………………………………………………………… 25
1.4.2 Методы химической гомогенизации………………………………………………………………………… 29
1.4.3 Активационные методы получения ферритов………………………………………………………….. 30
1.5 Механическая активация материалов………………………………………………………………………….31
1.5.1 Механизмы дефектообразования при механическом измельчении в
планетарных мельницах……………………………………………………………………………………………………. 31
1.5.2 Использование механической активации для получения ферритов………………………….34
1.6 Действие радиационно-термического нагрева на протекание твердофазных
взаимодействий в оксидных и ферритовых материалах…………………………………………………… 36
1.7 Твердофазные процессы……………………………………………………………………………………………… 41
1.7.1 Кинетические модели твердофазных взаимодействий………………………………………………41
1.7.2 Особенности твердофазных превращений в литиевых ферритовых системах………… 45
1.8 Состояние вопроса и постановка задачи исследования……………………………………………… 46
Глава 2 М етодика проведения эксперим ентов……………………………………………………………..50
2.1 Изготовление экспериментальных образцов………………………………………………………………..50
2.2 Механическая обработка порошков в шаровых мельницах……………………………………….. 50
2.3 Термический нагрев …………………………………………………………………………………………………….52
2.4 Радиационно-термический нагрев………………………………………………………………………………..52
2.4.1 Методика проведения эксперимента………………………………………………………………………… 52
2.4.2 Измерение температуры в мощных пучках ускоренных электронов………………………. 56
2.5 Рентгеновская дифрактометрия……………………………………………………………………………………58
2.5.1 Методика рентгенофазового анализа……………………………………………………………………….. 58
2.5.2 Рентгенофазовый анализ литиевых и литий-замещенных ферритов……………………….. 62
2.6 Термогравиметрия и дифференциально-сканирующая калориметрия………………………. 65
2.6.1 Методика термического анализа……………………………………………………………………………… 65
2.6.2 Кинетический анализ с помощью термогравиметрических измерений…………………… 68
2.6.3 Разработка метода контроля гомогенности и фазового состава ферритов с
помощью термомагнитометрических измерений………………………………………………………………71
2.7 Исследование микроструктуры ферритов методами Брунауэра-Эммета-
Теллера, лазерной дифракции и микроскопии…………………………………………………………………..80
2.8 Измерение плотности и пористости ферритовых образцов………………………………………… 81
2.9 Измерения электромагнитных свойств образцов………………………………………………………… 81
2.9.1 Методика измерения электрической проводимости…………………………………………………. 81
2.9.2 Методика измерения магнитных свойств………………………………………………………………….83
2.10 Выводы по главе 2 ………………………………………………………………………………………………………84
Глава 3 Твердофазное взаимодействие в системах Fe2O3-L i2CO3, Fe2O3-
Li2CO3-ZnO, Fe2O3-L i2CO3-TiO2 при термическом нагреве………………………………………. 8 6
3.1 Микроструктурный и термический анализы компонентов реакционных
смесей………………………………………………………………………………………………………………………………… 8 6
3.1.1 Рентгенофазовый анализ исходных порошков…………………………………………………………. 8 6
3.1.2 Микроструктурный анализ исходных порошков……………………………………………………… 8 8
3.1.3 Термический анализ исходных порошков…………………………………………………………………93
3.2 Термический анализ порошковых смесей при неизотермическом нагреве……………….95
3.2.1 Система Fe2 O3-L i 2 CO3 (1:1)………………………………………………………………………………………95
3.2.2 Система Fe2 O3-L i 2 CO3 (5:1)………………………………………………………………………………………99
3.2.3 Система Fe2 O3-L i 2 CO3-Z nO ……………………………………………………………………………………. 112
3.2.4 Система Fe2 O3-L i 2 CO3 -TiO 2 …………………………………………………………………………………… 116
3.3 Твердофазные взаимодействия в системе Fe 2 O3-L i 2 CO3-ZnO при
изотермическом нагреве …………………………………………………………………………………………………. 1 2 1
3.3.1 Рентгенофазовый анализ………………………………………………………………………………………… 121
3.3.2 Термический анализ………………………………………………………………………………………………..121
3.4 Твердофазные взаимодействия в системе Fe 2 O3-L i 2 CO 3 -TiO 2 при
изотермическом нагреве ………………………………………………………………………………………………….125
3.4.1 Рентгенофазовый анализ………………………………………………………………………………………… 126
3.4.2 Термический анализ………………………………………………………………………………………………..128
3.5 Магнитные свойства реакционных смесей, синтезированных при
высокотемпературном обжиге ……………………………………………………………………………………….. 132
3.6 Выводы по главе 3……………………………………………………………………………………………………… 134
Глава 4 Образование литиевых и замещенных литиевых ферритов из
механически активированных реагентов…………………………………………………………………… 138
4.1 Микроструктурный и рентгенофазовый анализы исходных реагентов после
механической активации в планетарной мельнице………………………………………………………….138
4.2 Исследование влияния механической активации исходных реагентов на
реактивность ферритовой системы Fe2O3-L i2CO3 …………………………………………………………..149
4.3 Образование литиевых ферритов из механически активированной смеси
реагентов Fe2O3-L i2CO3…………………………………………………………………………………………………… 155
4.4 Образование литий-цинковых ферритов из механически активированной
смеси реагентов Fe2O3-L i2CO3-Z n O ………………………………………………………………………………..169
4.5 Образование литий-титановых ферритов из механически активированной
смеси реагентов Fe2O3-L i2CO3-TiO 2………………………………………………………………………………..175
4.6 Выводы по главе 4 ……………………………………………………………………………………………………… 180
Глава 5 Получение ферритовых порошков при нагреве
высокоэнергетическими электронными пучками ……………………………………………………. 183
5.1 Температурные и кинетические закономерности синтеза ферритов при
термическом и радиационно-термическом нагреве………………………………………………………….183
5.1.1 Рентгенофазовый анализ ……………………………………………………………………………………….. 183
5.1.2 Термомагнитометрический анализ………………………………………………………………………… 192
5.1.3 Кинетические зависимости степени накопления шпинельных фаз и
степени превращения исходных оксидов при термическом и радиационно­
термическом нагреве………………………………………………………………………………………………………. 195
5.1.4 Кинетический анализ синтеза ферритов………………………………………………………………….201
5.1.5 Анализ удельной намагниченности ферритов……………………………………………………….. 207
5.2 Температурные и кинетические закономерности синтеза ферритов при
термическом и радиационно-термическом нагреве механоактивированных
порошковых смесей ……………………………………………………………………………………………………….. 209
5.2.1 Дифрактометрические исследования……………………………………………………………………… 209
5.2.2 Кинетический анализ синтеза ферритов из механоактивированных
порошковых смесей ……………………………………………………………………………………………………….. 214
5.2.3 Термомагнитометрический анализ…………………………………………………………………………. 218
5.2.4 Кинетические зависимости удельной намагниченности ферритов ………………………. 225
5.3 Твердофазное образование литий-замещенных ферритов в условиях нагрева
электронными пучками импульсного и непрерывного действия…………………………………… 226
5.4 Выводы по главе 5………………………………………………………………………………………………………230
Глава 6 Получение литиевой ферритовой керамики при механических и
электронно-пучковых воздействиях…………………………………………………………………………… 234
6.1 Влияние механической активации смеси реагентов на процесс уплотнения
ферритовой керамики при термическом нагреве……………………………………………………………. 234
6.2 Влияние механического измельчения синтезированных ферритовых порошков
на структуру и свойства литиевых ферритов…………………………………………………………………..236
6.3 Исследование структуры и электромагнитных свойств литиевой ферритовой
керамики, полученной из ультрадисперсных синтезированных порошков……………………. 246
6.4 Микроструктура, диэлектрические и магнитные свойства литий-цинковых
ферритов, полученных в условиях нагрева импульсным пучком электронов…………………251
6.5 Микроструктура, диэлектрические и магнитные свойства литий-цинковых
ферритов, полученных в условиях нагрева непрерывным пучком электронов……………….255
6.6 Технологическая схема получения ферритов при высокоэнергетических
механических и электронно-пучковых воздействиях…………………………………………………….. 260
6.7 Выводы по главе 6………………………………………………………………………………………………………263
Основные вы воды ………………………………………………………………………………………………………….267
Заклю чение……………………………………………………………………………………………………………………..271
Список сокращений и условных обозначений…………………………………………………………………..272
Список л и тер ату р ы ……………………………………………………………………………………………………….273
Приложение 1 Акт о внедрении материалов диссертационного исследования в АО
«НПЦ П олю с»………………………………………………………………………………………………………………… 305
Приложение 2 Акт о внедрении материалов диссертационного исследования в
ООО «ЛИОМЕД» …………………………………………………………………………………………………………… 306
Приложение 3 Акт об использовании результатов диссертационного
исследования в учебной и научной деятельности НИ ТПУ……………………………………………..307
Приложение 4 Патенты на результаты интеллектуальной деятельности………………………. 308

Актуальность темы исследования
Ферриты литиевой группы со шпинельной структурой представляют особый интерес для
науки и техники, так как обладают рядом уникальных свойств, расширяющих сферу их
применения вследствие частичного замещения лития другими металлами, такими как цинк,
титан, марганец и т.д. При этом появляется возможность управлять электрическими и
магнитными свойствами в соответствии с назначением использования ферритов.
Активное взаимодействие данного класса ферритов с электромагнитным излучением
низкочастотного участка СВЧ диапазона предопределило их широкое применение в различных
устройствах современной СВЧ техники, например, в качестве дискретных быстродействующих
фазовращателей. Кроме того, замещенные цинком литиевые ферриты могут использоваться в
качестве активной фазы композиционных изделий для радиопоглощающих покрытий. В
последнее время рассматривается возможность применения литиевых ферритов в качестве
катодного материала в литий-ионных батареях, а также в качестве сенсоров газовых датчиков.
Эксплуатационные свойства литий-замещенных ферритов (ЛЗФ) напрямую зависят от
фазового состава, формируемого при изготовлении ферритов.
Существующие керамические технологии производства ферритовой керамики сложны,
многооперационны, чрезвычайно длительны, отличаются высокими энергетическими и
материальными затратами, недостаточным качеством продукции. Предпринимаемые попытки
избавиться от недостатков существующих технологий сводились лишь к механической
модернизации, не затрагивая их физических основ.
Очевидно, что для коренного изменения существующего положения необходимо
отказаться от модернизационного подхода, искать и разрабатывать принципиально новые,
нетрадиционные пути решения проблемы.
С этих позиций весьма перспективными представляются результаты по механической

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Радиационное упрочнение и оптические свойства материалов на основе SiO2
    📅 2022год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Особенности формирования реальной структуры эпитаксиальных CVD-пленок алмаза с природным и модифицированным изотопным составом
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Исследование комплексной диэлектрической проницаемости конденсированных сред на основе новых методов терагерцовой импульсной спектроскопии
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»