Тема 10. Вопрос 7. На какие группы делятся ферриты по составу, свойствам и областям применения?

Ответ:

Ферриты (оксиферы) представляют собой сис­темы из окси­дов железа и оксидов двухвалент­ных, а иногда и одновалентных металлов. Об­щая формула ферритов MeO·Fe2O3, где Me – символ двухвалентного металла. Обладая дос­таточно высокими магнит­ными свойствами, ферриты имеют высокое значение удельного сопротивления, поскольку это смесь оксидов. Поэтому они имеют малые потери и широко применяются на повышенных и высоких часто­тах.

По составу ферриты делятся на: - марганец-цинковые (MnO·Zn·Fe2O3) – никель-цинковые (NiO·Zn·Fe2O3) – литий-цинковые (Li2O·Zn·Fe3O3)

По свойствам и применению ферриты делятся на:

- магнитомягкие низкочастотные ферриты с fгр = 0,2…20 МГц и высокочастотные c fгр = 20…300 МГц;

- магнитотвердые ферриты;

- ферриты с ППГ; - ферриты СВЧ.

Чем выше начальная магнитная проницае­мость, тем ниже граничная частота fгр, при которой tgδ становится равным 0,1.

На низких частотах потери на гистерезис и вихревые токи малы и tgδ определяется в ос­новном диэлектрическими потерями оксидов. На высоких частотах потери определяются всеми состав­ляющими потерь, однако, основ­ной вклад вносят потери в ди­электрике.

Магнитомягкие ферриты применяются для из­готовления сердечников трансформаторов, ка­тушек индуктивности, фильт­ров, магнитных антенн и отклоняющих систем телевизоров, ста­торов и роторов ВЧ микродвигателей и т.д.

Магнитодиэлектрики получают прессованием порошкооб­разного магнетика с изолирующей его частицы органической или неорганической связкой. В качестве основы применяют карбо­нильное железо, альсифер и другие порошко­образные магнетики, а ди­электрической связ­кой служат фенолформальдегидные смолы, по­листирол, стекло и т.д.

Магнитодиэлектрики применяют в катушках индуктивности фильтров, генераторов, конту­ров радиоаппаратуры и аппаратуры связи.

Пункт 7. Вопрос 23. Стекла. Классификационные признаки. Типы стекол по техническому применению.

Ответ:

Стеклами называют неорганические квазиа­морфные термо­пластичные вещества, пред­ставляющие собой смеси различных оксидов. Основой стекол являются стеклообразующие оксиды SiO2, B2O5, P2O5, которые совместно с оксидами щелочных (Na2O, К2О), щелочнозе­мельных (ВаО, СаО) и оксидов металлов (РЬО, ZnO, AI2O3) составляют исходный продукт для варки стекол раз­личного состава, а поэтому и различного назначения. По составу стекла классифицируются на:

- оксидные – на основе SiO2, GeO2, B2O5, Р2О5;

- галогенидные – на основе галогенидов (в ос­новном BeF2);

- хальногенидные – на основе сульфидов, селе­нидов, теллуридов.

По виду оксидов стекла классифицируют на силикатные, боросиликатные, алюмосиликат­ные, фосфатные и т.д.

Стекла получают варкой в стекловаренных пе­чах при температуре ~1000…2000 °С, а изделия – методом выдувания, вытягивания, литья, прессования с последующим отжигом для сня­тия напряжений и дополнительной обработки в виде шлифования, полирова­ния, закалки, ме­таллизации.

Изделия массового потребления, такие, как ки­нескопы, изоляторы, баллоны и ножки элек­тровакуумных приборов, изго­тавливаются на автоматах.

Стекла находят очень широкое применение в технике. Типы технических стекол определя­ются с точ­ки зрения их применения.

Кварцевое стекло характеризуется высокой прозрачностью в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах спек­тра.

Используется в физических приборах, балло­нах ламп высо­кого давления, для изготовления химической посуды, в качестве изолирующих слоев при производстве полупроводниковых прибо­ров и интегральных схем.

Электровакуумные стекла используются для изготовления баллонов и ножек электроваку­умных ламп. Подразделяются по коэффици­енту линейного расширения αl: могут спаи­ваться с металлами с близкими значениями αl.

Изоляторные стекла обладают хорошими изо­ляционными свойствами, термо- и химически стойкие, хорошо металлизируют­ся. Использу­ются для изготовления установочных деталей, изоля­торов и т.д.

Конденсаторные стекла применяются в каче­стве диэлек­триков высокочастотных конденса­торов.

Оптические стекла имеют повышенные про­зрачность и ко­эффициент преломления и при­меняются в физических и оптиче­ских приборах и устройствах. Свинцовое стекло применяют для защиты от радиации и изготовления хру­стальных изделий.

Увиолевые стекла – прозрачны для ультрафио­летовых лу­чей за счет малого содержания Fе2О3 и применяются для изготов­ления балло­нов спектральных ламп.

Рентгеновские стекла прозрачны для рентге­новских лучей за счет наличия в составе эле­ментов с малым атомным весом и применяются для изготовления рентгеновских трубок.

Лазерные стекла используются в оптических квантовых ге­нераторах благодаря преимущест­вам перед монокристаллами: технологичность, однородность, легкость изготовления. Однако срок их службы меньше, чем рубиновых эле­ментов.

Халькогенидные стекла – бескислородные сплавы сульфи­дов, селенидов, теллуридов мышьяка, сурьмы, фосфора, висмута и т.д. Бла­годаря тенденции к кристаллизации имеют весьма разнообразные свойства и широкий диапазон удельного сопротивле­ния – ρv = (0,1…10)12 Ом·м, значение которого может управляться электрическим напряжением или импульсами.

Стекловолокно применяют в качестве светово­дов, нагревостойкой изоляции, а также для из­готовления стеклотканей, стек­ловаты и как на­полнитель в пресс-порошках.

Стеклоэмали применяют для защиты поверх­ностей метал­лов от коррозии, для покрытия трубчатых резисторов, в качестве диэлектрика конденсаторов малой емкости.

Стекла с проводящей поверхностью обладают низким зна­чением ρS=(10…40) Ом и применя­ются в качестве обогревающих, незапотеваю­щих стекол, посуды для нагрева жидкостей, для фо­тоэлементов, а при больших ρS - в каче­стве пленочных резисто­ров. Стекла изготавли­вают на основе SnO2.

Цветные стекла используют в оптических и электроосве­тительных приборах. Цветность достигается за счет введения до­бавок: NiO – красный, GeO и UO3 – желтый, Сr2О3 – зеле­ный, СuО – голубой, СаО – синий, МпО – фио­летовый и коричне­вый.