Феррит это материаловедение кратко

Обновлено: 02.07.2024

Феррит (лат. ferrum — железо), фазовая составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в α-железе (α-феррит). Имеет объёмноцентрированную кубическую кристаллическую решётку. Является фазовой составляющей других структур, например, перлита, состоящего из феррита и цементита.

Связанные понятия

Бейнит (по имени английского металлурга Э. Бейна, англ. Edgar Bain), игольчатый троостит, структура стали, образующаяся в результате так называемого промежуточного превращения аустенита. Бейнит состоит из смеси частиц пересыщенного углеродом феррита и карбида железа. Образование бейнита сопровождается появлением характерного микрорельефа на полированной поверхности шлифа.

Мартенсит — микроструктура игольчатого (пластинчатого), а также реечного (пакетного) вида, наблюдаемая в закалённых металлических сплавах и в некоторых чистых металлах, которым свойственен полиморфизм. Мартенсит — основная структурная составляющая закалённой стали; представляет собой упорядоченный пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита. С превращением мартенсита при нагреве и охлаждении связан эффект памяти металлов и сплавов. Назван в честь.

Мартенситное превращение — полиморфное превращение, при котором изменение взаимного расположения составляющих кристалл атомов (или молекул) происходит путём их упорядоченного перемещения, причем относительные смещения соседних атомов малы по сравнению с междуатомным расстоянием. Перестройка кристаллической решётки в микрообластях обычно сводится к деформации её ячейки, и конечная фаза мартенситного превращения может рассматриваться как однородно деформированная исходная фаза. Величина деформации.

Рекристаллиза́ция — процесс образования и роста (или только роста) одних кристаллических зёрен (кристаллитов) поликристалла за счёт других. Скорость рекристаллизации резко (экспоненциально) возрастает с повышением температуры. Рекристаллизация протекает особенно интенсивно в пластически деформированных материалах. При этом различают три стадии рекристаллизации.

Зерно (иногда употребляется термин кристаллит) — минимальный объём кристалла, окружённый высокодефектными высокоугловыми границами, в поликристаллическом материале.

Рафинирование металлов - очистка первичных (черновых) металлов от примесей. Черновые металлы, получаемые из сырья, содержат 96-99% основного металла, остальное приходится на примеси. Такие металлы не могут использоваться промышленностью из-за низких физико-химических и механических свойств. Примеси, содержащиеся в черновых металлах, могут иметь собственную ценность. Так, стоимость золота и серебра, извлеченных из меди, полностью окупает все затраты на Рафинирование. Различают 3 основных метода рафинирования.

Температу́ра стеклова́ния — температура, при которой не кристаллизующееся или не успевающее закристаллизоваться вещество становится твёрдым, переходя в стеклообразное состояние. Обычно обозначается — Tg .

Расплав — жидкое расплавленное состояние вещества при температурах в определённых границах, удалённых от критической точки плавления и расположенных между температурами плавления и кипения.

Наклёп (нагарто́вка) — упрочнение металлов и сплавов вследствие изменения их структуры и фазового состава в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации. Наклёп сопровождается выходом на поверхность образца дефектов кристаллической решётки, увеличением прочности и твёрдости и снижением пластичности, ударной вязкости, сопротивления металлов деформации противоположного знака (эффект Баушингера).

Титана́т ба́рия — соединение оксидов бария и титана BaTiO3. Бариевая соль несуществующей в свободном виде метатитановой кислоты — H2TiO3. Кристаллическая модификация титаната бария со структурой перовскита является сегнетоэлектриком, обладающим фоторефрактивным и пьезоэлектрическим эффектом. После открытия Б. М. Вулом в 1944 году сегнетоэлектрических свойств у титаната бария начался принципиально новый этап в исследовании сегнетоэлектриков.

Бори́ды — бинарные соединения бора с более электроположительными химическими элементами, в частности с металлами. Известны для большинства элементов подгрупп 1-12 (Ia-IIа и IIIб-VIIIб), а также для Аl, Si, As, P. Некоторые элементы подгрупп 11-12 (Iб-IIб) образуют бинарные системы с высоким содержанием бора (например, СuВ22, ZnB22), которые относят не к химическим соединениям, а к твердым растворам.

Диффузио́нный слой – приповерхностные объемы материала, химический состав которых изменился в результате диффузии при химико-термической обработке (ХТО). Изменение химического состава этих объемов приводит к изменению фазового состава, структуры и свойств материала диффузионного слоя.

Нитри́д алюми́ния (алюмонитри́д) — бинарное неорганическое химическое соединение алюминия с азотом. Химическая формула — AlN.

Раскисле́ние мета́ллов — процесс удаления из расплавленных металлов (главным образом стали и других сплавов на основе железа) растворённого в них кислорода, который является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла. Для раскисления применяют элементы (или их сплавы, например ферросплавы), характеризующиеся большим сродством к кислороду, чем основной металл.

Нитрид бора — бинарное соединение бора и азота. Химическая формула: BN. Кристаллический нитрид бора изоэлектронен углероду и, подобно ему, существует в нескольких полиморфных модификациях.

Химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ) (химическое парофазное осаждение, англ. Chemical vapor deposition, CVD) — процесс, используемый для получения высокочистых твёрдых материалов. Процесс часто используется в индустрии полупроводников для создания тонких плёнок. Как правило, при процессе CVD подложка помещается в пары одного или нескольких веществ, которые, вступая в реакцию и/или разлагаясь, производят на поверхности подложки необходимое вещество. Часто образуется также газообразный продукт.

Старение материалов — медленное самопроизвольное необратимое изменение свойств материалов. Старение происходит под действием теплового движения молекул и атомов, светового и иного излучения, механических воздействий, гравитационных и магнитных полей и других факторов. В результате материал переходит в более равновесное состояние. В экономике считается вредным процессом, так как свойства материала с течением времени отклоняются от спроектированных, обычно в худшую сторону.

Твёрдые растворы — фазы переменного состава, в которых атомы различных элементов расположены в общей кристаллической решётке.

Фтори́д ли́тия, фто́ристый ли́тий — бинарное химическое соединение лития и фтора с формулой LiF, литиевая соль плавиковой кислоты. При нормальных условиях — белый порошок или прозрачный бесцветный кристалл, негигроскопичный, почти не растворим в воде. Растворяется в азотной и плавиковой кислоте.

Азоти́рование — это технологический процесс химико-термической обработки, при которой поверхность различных металлов или сплавов насыщают азотом в специальной азотирующей среде. Поверхностный слой изделия, насыщенный азотом, имеет в своём составе растворённые нитриды и приобретает повышенную коррозионную стойкость и высочайшую микротвёрдость. По микротвёрдости азотирование уступает только борированию, в то же время незначительно превосходя цементацию и нитроцементацию.

Прецизионные сплавы (от фр. précision — точность) — группа сплавов с заданными физико-механическими свойствами. В эту группу, как правило, входят высоколегированные сплавы с точным химическим составом.

Неметаллические включения — химические соединения металлов с неметаллами, находящиеся в стали и сплавах в виде отдельных фаз.

Углерод — вещество с самым большим числом аллотропических модификаций (более 9 обнаруженных на данный момент).

Ко́вкость — технологическое свойство материалов, характеризующее их способность к обработке деформированием: ковкой, вальцеванием, штамповкой без разрушения. Уровень ковкости зависит от многих параметров. Теснее ковкость связана с пластичностью и деформируемостью материала, свойствами, противоположными хрупкости.

Ферри́ты (оксифе́ры) — соединения оксида железа Fe2O3 с более осно́вными оксидами других металлов, являющиеся ферримагнетиками. Широко применяются в качестве магнитных материалов в радиоэлектронике, радиотехнике и вычислительной технике, поскольку сочетают высокую намагниченность с полупроводниковыми или диэлектрическими свойствами.

Пассива́ция мета́ллов — переход поверхности металла в неактивное, пассивное состояние, связанное с образованием тонких поверхностных слоёв соединений, препятствующих коррозии.

Химико-термическая обработка металлов - нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твёрдых, жидких, газообразных).

Тяжёлые сплавы — это сплавы на основе вольфрама с высокой плотностью, которая составляет не менее 16,5 г/см3. Тяжёлые сплавы получают только методами порошковой металлургии.

Карби́д бо́ра — бинарное соединение бора с углеродом, имеющее формулу B4C (B12C3). При нормальных условиях — чёрные кристаллы. Впервые получен в 1893 г. А.Муассаном путём восстановления оксида бора B2O3 углеродом при 2000 °C.

Спекание в технике — процесс получения твёрдых и пористых материалов (изделий) из мелких порошкообразных или пылевидных материалов при повышенных температурах и/или высоком давлении; часто при спекании меняются также физико-химические свойства и структура материала.

Пористое стекло — стеклообразный пористый материал с губчатой структурой и содержанием SiO2 около 96 масс.%. Пористое стекло является результатом термической и химической обработки стекол особого состава.

Силици́ды — соединения кремния с менее электроотрицательными элементами (как правило, металлами). Силициды известны для щелочных и щелочноземельных металлов, большей части d-металлов и f-металлов. Be, Ag, Au, Zn, Cd, Hg и все p-элементы силицидов не образуют.

Плавле́ние — это процесс перехода тела из кристаллического твёрдого состояния в жидкое, то есть переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Плавление происходит с поглощением теплоты плавления и является фазовым переходом первого рода, которое сопровождается скачкообразным изменением теплоёмкости в конкретной для каждого вещества температурной точке превращения — температура плавления.

Поликристалл — агрегат кристаллов какого-либо вещества (в противоположность монокристаллу — отдельному кристаллу). Составляющие поликристалл кристаллы из-за неправильной формы называют кристаллическими зёрнами или кристаллитами. Поликристаллами являются многие естественные и искусственные материалы (минералы, металлы, сплавы, керамики и др.).

Тугоплавкие металлы — класс химических элементов (металлов), имеющих очень высокую температуру плавления и стойкость к изнашиванию. Выражение тугоплавкие металлы чаще всего используется в таких дисциплинах как материаловедение, металлургия и в технических науках. Определение тугоплавких металлов относится к каждому элементу группы по разному. Основными представителями данного класса элементов являются элементы пятого периода — ниобий и молибден; шестого периода — тантал, вольфрам и рений. Все они.

Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях сложнонапряжённого состояния.

О́тжиг — вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для облегчения механической обработки, улучшение микроструктуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

Термостойкость, термическая стойкость — свойство материалов противостоять, не разрушаясь, напряжениям, вызванным изменением температуры.

О́тпуск — технологический процесс, заключающийся в термической обработке закалённого на мартенсит сплава или металла, при которой основными процессами являются распад мартенсита, а также полигонизация и рекристаллизация.

Нитриды — соединения азота с менее электроотрицательными элементами, например, с металлами (AlN;TiNx;Na3N;Ca3N2;Zn3N2; и т. д.) и с рядом неметаллов (NH3, BN, Si3N4).

Анодный электролитный нагрев (электролитно-плазменная обработка) - совокупность теплофизических и электрохимических процессов на поверхности анода, связанные с локальным вскипанием жидкости за счет выделения джоулева тепла.

Удельная поверхность — усреднённая характеристика размеров внутренних полостей (каналов, пор) пористого тела или частиц раздробленной фазы дисперсной системы.

Аморфные металлы (металлические стёкла) — класс металлических твердых тел с аморфной структурой, характеризующейся отсутствием дальнего порядка и наличием ближнего порядка в расположении атомов. В отличие от металлов с кристаллической структурой, аморфные металлы характеризуются фазовой однородностью, их атомная структура аналогична атомной структуре переохлаждённых расплавов.

Феррит – материал, представляющий собой соединение оксида железа и оксидов ферримагнетиков. Он имеет формулу MFe₂O₄. Это химическое соединение обладает кубической кристаллической решеткой и активно используется в радиоэлектронике, благодаря большому удельному сопротивлению и наличию магнитных свойств.

Основные свойства

Феррит обладает следующими физическими характеристиками:

Плотность: 4000 до 5000 кг/м 3 (параметр определяется маркой железного сплава).Теплоемкость вещества: до 890 Дж/кг×К.
Средний модуль упругости: 5500 МПа.
Предел прочности на сжатие равняется 850 МПа, на растяжение – 110 МПа.
Коэффициент Пуансона: до 0,4.
Модуль Юнга: до 21 000 000 кПа.

Одним из основных физических свойств феррита является высокое электрическое сопротивление и магнитная проницаемость, что обуславливает низкие энергетические потери в высокочастотных зонах. Основным фактором, влияющим на этот параметр, является большая концентрация двухвалентных ионов железа. При повышенном количестве частиц Fe2+ увеличивается проводимость железного сплава и понижается его энергия активации. Высокое содержание двухвалентных ионов железа также приводит к снижению зависимости металла от различных свойств среды и состояния намагниченности.

Выделяют следующие механические свойства феррита:

Металлы склеиваются при помощи клея марки БФ-4 и нарезаются инструментами, изготовленными из алмаза.
Материал поддается полировке и шлифовке.
При больших механических нагрузках (соударениях, вибрациях) появляются дополнительные напряжения в сердечниках, что приводит к возникновению трещин и иных внешних дефектов.

Главными отличительными особенностями феррита являются его магнитные свойства. Они зависят от величины магнитной проницаемости железной модификации и тангенса угла потерь. На эти характеристики оказывают влияние интенсивность резонансных явлений и механические напряжения. Для сохранения магнитных свойств материала нужно ограничить величину физических нагрузок на поверхность металла.

На магнитные свойства феррита воздействуют следующие факторы:

Влияния высоких или низких температур: при термообработке железного сплава также могут произойти изменения магнитной проницаемости.
Увлажнение металла: на средних и высоких частотах увеличиваются магнитные потери металла, что связано с изменением электропроводности материала. По этой причине рекомендуется герметизировать металл во время работы с влажными поверхностями.
Радиационное облучение: воздействие интегральных потоков нейтронов с высокой интенсивностью приводит к изменению электромагнитных характеристик железного сплава.
Слияние двух магнитных полей: происходит наложение частот, что повышает вероятность возникновения явления резонанса.

Для большей части железных модификаций характерна нестабильность магнитной проницаемости при длительном хранении металла в теплых или холодных помещениях.
Ферриты являются полупроводниками и диэлектриками. Их электрические свойства зависят от процессов ионного обмена и температурного режима. При высоких температурах возрастает подвижность отрицательных зарядов химического соединения, что приводит к изменению электропроводности и удельного сопротивления феррита.Электрические свойства могут также изменяться при разных концентрациях ионов железа.

В процессе теплового движения частицы Fe2+ оказывают влияние на проводимость материала и энергию активации электропроводности. В результате снижается толщина энергетических барьеров, препятствующих перемещению отрицательных частиц из 1 иона в другой.

На многие параметры феррита влияют условия изготовления. Выделяют следующие способы производства этого материала:

При помощи ферритовых порошков: железный сплав изготавливается из специальных химических соединений. Растворы железа осаждают из специальных солей. Полученное вещество смешивают с гидратами щелочей. Смесь сушится и ферритизируется. Этот метод изготовления чаще всего используется в металлургии, что связано с большим эксплуатационным сроком ферритовых порошков.
Окисная технология: представляет собой смешение и помол окислов металлов. Главными преимуществами этого способа являются безотходность и экономичность. В этом случае для изготовления феррита необходимо минимальное количество сырья. Во время смешивания окисей металлов в атмосферу не выделяются вредные химические соединения. Недостатком этой технологии является трудность измельчения окислов при получении однородных смесей.
Химические методы: предоставляют возможность изготавливать высокочастотные ферриты без применения этанола и иных соединений с высокой воспроизводимостью структурных параметров.
Термическое разложение: требуется сернокислые соли, где содержится кристаллизационная вода. В них добавляется небольшое количество H₂O. Полученная смесь разлагается на окислы (их температура составляет не менее 900°С. Преимуществом этого способа является однородность распределения всех компонентов при термообработке.
Бездиффузионный(шенитный) способ: для изготовления железных модификаций необходимы ферритные порошки, состоящие из растворов шенита. Для предельной гомогенизации вещества проходят процесс кристаллизации и ферритизации. Стабильность протекания этих процессов обуславливается состоянием поверхностных частиц шенита и доли полиморфных модификаций.

Для производства качественного феррита необходимо соблюдать основные условия изготовления и использовать высокоактивные ферритовые соединения или порошки.

Химический состав

Ферриты являются смесью оксидов железа и иных легирующих металлов, включающих в себя медь, цинк, магний, ниобий, кобальт, никель, литий и марганец. Средняя молярная масса вещества зависит от процентного содержания химических элементов в растворе. Она равняется 152 – 160 г/моль. В зависимости от химического состава и структуры выделяют следующие разновидности феррита:

Никель-цинковые: отличаются высоким электрическим сопротивлением и чаще всего используются при высоких диапазонах частот: 500 КГц до 200 МГц.
Магний-марганцевые: характеризуются низкой магнитной проницаемостью и чаще всего применяются для работы с частотами звука.
Марганцево-цинковые: имеют низкие потери на вихревых токах и располагают высокими показателями диэлектрической проницаемости.
Иттриевые: обладают небольшими диэлектрическими потерями. Они устойчивы к ферромагнитному резонансу.
Литиевые: располагают высокими показателями намагниченности насыщения и термической стабильности.

Химический состав феррита определяется эксплуатационными характеристиками материала и сферой его применения.

Классификация ферритов

Ферриты подразделяются на 3 основных класса:

Железные сплавы с гарантированными потерями и высокой магнитной проницаемостью.
Материалы с гистерезисом (зависимости намагниченности от напряжений внешнего поля) в виде прямоугольной петли.
Модификации железа с уникальными свойствами.

В зависимости от основных параметров металла были созданы марки ферритов:

2000 H: никель-цинковый феррит с магнитной проницаемостью 2000 Гн/м;
100 ВНП: железный сплав с магнитной проницаемостью 100 Гн/м, состоящий из никеля, цинка и меди;
6000 HM1: материал из магния и цинка, магнитная проницаемость составляет 6000 Гн/м;
300 П: железная модификация с магнитной проницаемостью 300 Гн/м, состоящий из магния, марганца и калия.

В соответствии с марками металлов была создана классификация ферритов, демонстрирующая виды применения данной модификации железа:

Общепромышленные: отличаются высокой магнитной проницаемостью и применяются при частоте до 25 МГц. При его изготовлении применяют чистый феррит, представляющий собой частицы ферритовой пыли. Используются в большинстве отраслей радиоэлектроники.
Термостойкие: металлы с устойчивой магнитной проницаемостью, не изменяющейся при резком перепаде температур. Они используются при производстве антенных и сердечников.
Высокопроницаемые: благодаря повышенной магнитной проницаемости, они применяются при низких частотах. Используются при изготовлении комплектующих для статических преобразователей.

Отдельные марки ферритов могут применяться для производства определенной аппаратуры. В ионных аккумуляторах может использоваться только феррит цинка, являющийся магнитомягким металлом. Для магнитных головок изготавливают железные сплавы на основе никель-цинковых материалов. При сборке датчиков и специальных детекторов используют ферриты с высокой термочувствительностью. Ферриты, способные работать при импульсном намагничивании, используются во время производства трансформаторов. Модификации железа, имеющие низкие потери при частоте, могут применяться в телевизионных приборах.

Что такое феррит

Внешне ферриты напоминают рыхлую керамику . В естественном состоянии твердые . Цветовая гамма минералов, как правило, связана с тонами серого и коричневого .

Любой феррит содержит в своей структуре еще и оксид другого металла. Металл этот должен быть ферромагнитиком, то есть, обладать магнитными свойствами в отсутствие магнитного поля.

Для его волн вещества группы легко проницаемы. Железо, кстати, ферромагнитик. В оксиферах элемент выбирает себе подобную пару, к примеру, никель в соединении с тем же кислородом.

Для справедливости огласим весь список металлов ферромагнитиков. К уже указанным, прибавляется кобальт . Остальные наименования не на слуху. Начнем с гадолиния — элемента 3-ей группы таблицы Менделеева .

К этой же группе относятся тербий , диспрозий , гольмий, эрбий. Получается, основная масса ферромагнитиков — лантаноиды, то есть, 15 элементов, расположенных после лантана.

Однако, доступны в силу стоимости или распространенности лишь несколько. Но, вернемся от частного к общему. Есть ли ферромагнитные свойства у феррита, и каковы, вообще, его свойства?

Свойства феррита

Итак, структура феррита всегда сводится к формуле MeOFe2O3. Соединения не металлические, но являются магнитомягкими. Это значит, что материалы способны намагнититься до насыщения и даже перемагнититься в слабом поле.

А вот излишней проводимости у них не наблюдается. Магнитный феррит — это не металл и уступает ему в способности передавать ток, однако, полностью ее не лишен. Большинство веществ группы — полупроводники.

Занимая промежуточное положение между металлами и диэлектриками, ферриты начинают лучше проводить ток при нагреве. При падении температуры оксиферы могут перейти в диэлектрики.

Зато, работая в режиме полупроводников, ферриты обеспечивают меньшие потери энергии, поскольку в веществах группы почти не образуются вихревые токи. Они замкнуты. Энергия не доходит из точки А в точку Б. Поэтому, вихревые токи именуют паразитарными и потребитель недополучает энергию, хоть и платит за нее.

Теперь, к вопросу ферромагнитности. Ее сохраняют лишь некоторые вещества группы. Так, феррит перлит ферромагнитен, а оксифер никеля — нет. Однако, есть и сложные ферриты. Они являются совмещением двух простых — одного ферромагнитного и одного простого.

Магнитные свойства комплексных оксиферов наиболее выражены, чем и пользуются промышленники. Где именно пригождаются свойства ферритов, и каких именно, расскажем в следующей главе.

Применение феррита

Начнем с привычного примера. Смотрим на кабели мониторов, видеокамер, принтеров , прочей компьютерной аппаратуры. На части проводов есть цилиндры. Они покрыты пластиком, но внутри ферритовые.

Материал выступает в роли экрана, отражая внешнее магнитное поле и задерживая то, что исходит от кабелей. Это обеспечивает стабильную работу техники, исключая искажение сигнала.

Если дома есть звуковая аппаратура, к примеру, магнитофоны, можно взглянуть и на них. Увидим головки записи. Они из феррита. Используют монокристаллы. Они, как и цилиндры на компьютерных кабелях исключают влияние помех на сигнал. Именно поэтому звук получается чистым.

Скорость этого движения высока, а посему, головка записи должна быть износостойкой. Вот почему производители закупают именно монокристаллы ферритов. Они тверже иных модификаций.

Если заглянуть в технические помещения, там наверняка найдется трансформатор на феррите. Кольца из сплава окиси железа с окисями других металлов служат в нем сердечником.

Деталь в несколько тысяч раз повышает индукцию магнитного поля. Речь о его действии на заряженные частицы. В итоге, прибор передает большую мощность, чем мог бы делать это с сердечником не из феррита.

Кольцевые сердечники из феррита встречаются не только в трансформаторах, но и прочей электронике. Детали бывают литыми и составными. Последние кольца – соединение двух половинок.

На них проще наматывать проволоку. В случае с монолитными сердечниками, сие проблематично. Поэтому, комбинированные модели распространеннее. Зазор между половинками стараются сделать как можно меньше. Иначе, теряется эффективность детали.

Применяют феррит и в строительной сфере. Здесь на основе окисей металлов делают цементит. Феррит в нем, как правило, — соединение оксидов железа и меди . Однако, есть и другие варианты.

В Портландский цемент, к примеру, вводят феррит кальция . Сорт гидравлической смеси отличается способностью наращивать свою прочность при застывании на открытом воздухе.

Напоследок заметим, что высокотемпературный феррит аустенит, или другие разновидности материала, могут выступать в роли обычных магнитов . Уже указывалось, что при малых внешних полях окиси проявляют ферромагнитные свойства.

Они присущи и магнитам. Совпадает направление намагниченности подрешеток в структуре материалов. В обоих случаях, это 180 градусов. Но, у ферритов угол способен меняться.

Необходимое условие — активное усиление внешних полей. Намагниченность подрешеток становится меньше и … феррит переходит уже в категорию антиферромагнитиков.

Так что, при путанице в понятиях, а их путают многие, помните, что герой статьи – этакая переходная стадия между 100-процентными магнитами и полноценными антиферромагнитиками.

Производство феррита

В промышленности расчет феррита ведут по технологии , близкой к изготовлению керамики, или по схемам, используемым в порошковой металлургии. Соответственно, сначала замешивают шихту.

Так именуют исходную смесь из окислов металлов. Затем, растворяют ненужные примеси. Это термический процесс, соответственно, шихту нагревают. После, соли осаждают и продолжают работу с полезным составом.

Заметим, что можно купить ферриты, в производстве которых участвовали не только окислы металлов, но и углекислые соли . Их присутствие не влияет на исходные параметры продукта.

Причина состоит в том самом растворении и выводе из шихты ненужных элементов. То есть, в процессе производства технологи все равно приходят к стандартному ферриту, а значит, и его стандартной цене . Ознакомимся с ней.

Цена феррита

Стоимость феррита зависит от его формы. К примеру, приобретаем готовый магнит . При параметрах 9 на 7 на 1,5 сантиметра он стоит около 160-ти рублей . Готовый сердечник, как правило, опустошает карман на несколько тысяч. Точная цена , так же, зависит от размеров. Влияют на стоимость и назначение детали, используемый в ней тип сплава.

Иглы , а точнее, пирамидальные ферритовые поглотители для камер, не дающих эха, стоят около 1 600-от рублей. Но, встречаются и модели за 1 000 или, напротив, 4 000 рублей.

Всего пару сотен обойдется ферритовый цилиндр для компьютерного кабеля. У детали есть защелка. Поэтому, надеть цилиндр на провод самостоятельно не составит труда. Некоторые модели стоят всего 110 рублей.

За миниатюрные заготовки для электроники, порой, просят всего пару рублей. Столько, к примеру, дают за 3-сантиметровые прутки. Их, в основном, отпускают оптом. Минимальная отгрузка – 300 штук. Однако, найти деталь можно и в рознице. Но там пруток стоит уже 6-15 рублей.

В отличие от фазового компонента, структурный компонент представляет собой однородную или квазиоднородную часть системы, состоящую из 1 или более фаз, и в силу особенностей механизма ее образования имеет одинаковый усредненный химический состав и регулярную структуру по всему объему этого компонента.

К фазовым компонентам системы железо-углерод относятся жидкий раствор (L), твердый раствор: феррит (α), аустенит (γ), горячий феррит (δ), цементит и графит (G).

Жидкий раствор на основе железа и углерода представляет собой раствор углерода в расплаве iron. At при гораздо более высокой температуре, чем Ликвидус (в основном при температурах выше 1700°C), жидкость представляет собой статистически неравномерный раствор со статистически плотной упаковкой.

Температура плавления железа составляет 1539°С.

Железо известно для 2 полиморфных модификаций α и γ. Альфа-железо существует при температурах ниже 910°C и выше 1392 ° C(Рис. 1). В диапазоне температур 1392-1539°C α-железо часто называют δ-железом.

Структура феррита

кристаллическая решетка α-железа представляет собой объемно-центрированный куб с циклом решетки 0,28606 Нм. При температуре 768°с α-железо является магнитным (ферромагнетизм).Критическая точка (768°С), соответствующая магнитному преобразованию, то есть переходу из ферромагнитного состояния в парамагнитное, называется точкой Кюри и обозначается символом A2.

Критические точки α-γ превращения при 910°с (Рис.1) представлены соответственно Ac3 (при нагревании) и Ar3 (при охлаждении). Критические точки α-γ превращения железа при 1392 ° С называются Ac4 (при нагревании) и Ar4 (при охлаждении).

кристаллическая решетка γ-железа представляет собой граневой куб с периодом 910 Нм при температуре 0,3645°С. плотность железа выше, чем у железа, 8,0-8,1 г / см3. при преобразовании α-γ происходит сжатие. Эффект объемного сжатия составляет около 1%.

Углерод полиморфен. В нормальных условиях это форма модификации графита, но она также может присутствовать в виде квазистабильной модификации алмаза.

Углерод растворим в железе в жидком и твердом состоянии, он может быть в виде химических соединений-цементита, а также в виде высокоуглеродистых сплавов и графита.

Растворимость

В то же время следующие структурные компоненты образуют сплавы: феррит, аустенит, цементит, перлит и редебилит.

Феррит представляет собой твердый раствор углерода и других примесей в α-железе.
Потому что растворимость углерода в железе очень мала(0,006… 0.03%), это почти чистое железо. Феррит устойчив к температуре 911°с, твердость и прочность очень низкие, но благодаря своей высокой пластичности он достаточно деформируется в холодных условиях(штамповка, валок, растяжение).Чем больше феррит из железоуглеродистых сплавов, тем выше пластичность сплава.

Аустенит представляет собой твердый раствор углерода и других примесей, содержащихся в γ-железе. конечная растворимость углерода в Y-железе составляет 2,14%.Конечная растворимость углерода в железе составляет 2,14%.Особенностью аустенита является то, что он может существовать в железоуглеродистых сплавах только при высоких температурах(1539-727°с).Пластичность аустенита сравнима с ферритом, но твердость превышает его примерно в 2 раза.

Цементит представляет собой соединение железа и карбида-карбид железа Fe3C. цементит содержит 6,67% углерода. Цементит имеет сложную ромбическую решетку, в которой атомы плотно упакованы. Температура плавления цементита составляет около 1600°С. содержание углерода в цементите составляет 6,67%, что делает его самым твердым и хрупким структурным компонентом железоуглеродистого сплава. Цементит обладает высокой твердостью и не является пластичным. Чем больше цементита в железоуглеродистом сплаве, тем он тверже и тем более хрупким он будет.

Перлит представляет собой механическую смесь феррита и цементита, которая подразделяется на пластинки и гранулярность в зависимости от формы кристалла цементита и выглядит как небольшое зерно, пластинчатое или круглое.

Эта смесь похожа на эвтектику, но в отличие от эвтектики, она называется эвтектоидной, потому что образовалась при разложении твердого раствора, а не при кристаллизации.

Кривые нагрева и охлаждения

Красный Бритт представляет собой эвтектическую смесь аустенита и цементита. Температура образования редебрита составляет 1147°C. Он может существовать до температуры 727 ° С, и если он падает ниже этой температуры, аустенит разлагается на перлит и цементит.

Структура феррита представляет собой относительно высокоугольный многогранный Кристалл, разделенный тонкой высокоугольной границей. Структура феррита обычно выявляется при его травлении в растворе азотной кислоты.

Ферриты до температуры точки Кюри (770°C) очень ферромагнитны и проводят тепло и ток well. In в равновесном состоянии феррит является пластичным (относительное удлинение около 40%), с низкой прочностью и твердостью (HB = 65-130, в зависимости от размера частиц).

Феррит может принимать форму различных структурных состояний в структуре железоуглеродистых сплавов в зависимости от характера протекающего фазового превращения.

Феррит (Ф) как основа структуры сплава.

Феррит как 2-я (избыточная) фаза расположен вдоль границы колонии перлита. Форма отдельных включений изометрической или игольчатой формы. Феррит, фазовый компонент другого структурного компонента-перлит или феррит-графитовое соосаждение

Кристаллическая решетка

При температурах выше критической точки A4 модификация высокотемпературного δ-феррита стабильна и имеет объемно-центрированную кубическую решетку, аналогичную решетке низкотемпературного α-феррита, но при больших параметрах δ-феррит является парамагнитным.

Реферат на тему	На заказ	Образец и пример
Феррит твердый раствор внедрения углерода и других элементов в α-железе	Содержание углерода в феррите очень мало, оно составляет до 727% при температуре 0,02°С.	Благодаря такому низкому содержанию углерода свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность).

Аустенит представляет собой твердый раствор углерода в γ-железе. Аустенитная решетка представляет собой гранецентрированный куб (fcc).Атом углерода находится в пустотах большой октаэдрической решетки.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Читайте также: