zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2020-86-10-36-40zldm-1297Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ. Обмен опытомSTRUCTURE AND PROPERTIES RESEARCH. PHYSICAL METHODS OF RESEARCH AND MONITORING. Exchange of ExperienceОпределение коэффициента поверхностного натяжения ферритов марки 600НН при спеканииDetermination of the surface tension coefficient of ferrites 600NN upon sinteringМеньшоваС. Б.MenshovaS. B.

Светлана Борисовна Меньшова

127576, Москва, ул. Угличская, д. 6А.

Svetlana B. Menshova

6A, ul. Uglichskaya, Moscow, 127576

savva_72@mail.ruШкола № 1449 имени Героя Советского Союза М. В. ВодопьяноваРоссияM. V. Vodopyanov School N 1449Russian Federation20201410202086103640Copyright © Меньшова С.Б., 20202020Меньшова С.Б.Menshova S.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1297

Технологический процесс изготовления ферритов включает цепочку структурных и фазовых превращений, в результате которых из дисперсных систем (их твердая фаза представлена оксидами металлов) образуется ферритовая керамика. Снижение сил поверхностного натяжения при помоле за счет использования поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводит к лучшей дезагрегации компонентов (как исходных, так и ферритизованных). Применение ПАВ уменьшает трение между частицами и позволяет получить более плотные заготовки на стадии прессования. Микродобавки способствуют более быстрому формированию контактных перешейков. Цель работы — разработка методики определения коэффициента поверхностного натяжения ферритового материала марки 600НН при спекании. Предлагаемый подход основан на измерениях усадки разных фрагментов вертикально спекаемого ферритового стержня, по которым определяются значения коэффициента. Показано, что коэффициент поверхностного натяжения исследуемого ферритового материала при спекании составил σ = 65,2 ± 13,0 Н/м с доверительной вероятностью 95 %. Полученные результаты можно использовать при изучении влияния на силы поверхностного натяжения температуры спекания, размера спекаемых частиц, количества и качества легирующих добавок, а также при исследовании связи между величиной коэффициента поверхностного натяжения и параметрами микроструктуры.

The manufacturing process of ferrite production consists in a chain of structural and phase transformations resulted in formation of ferrite ceramics from disperse systems (their solid phase is represented by metal oxides). The forces of surface tension play a crucial role at all stages of the technological process. A decrease in surface tension forces during grinding due to the use of surfactants (surface active substances) leads to better disaggregation of the components (both original and ferritized). The use of surfactants reduces interparticle friction and provides manufacturing of more dense workpieces at the stage of pressing. Microadditives promote faster formation of contact isthmuses. The goal of the study is to develop a method for determining the surface tension coefficient of 600NN ferrite material during sintering. The proposed approach is based on measurements of the shrinkage of various fragments of a vertically sintered ferrite rod, which are used to determine the values of the coefficient. It is shown that the surface tension coefficient of the studied ferrite material during sintering was σ = 65.2 ± 13.0 N/m with a confidence probability of 95%. The results obtained can be used to study the effect of the sintering temperature, the size of sintered particles, the amount and quality of alloying additives on the forces of surface tension. Moreover, the data can be used in the study of the relationship between the value of the surface tension coefficient and the parameters of the microstructure.

силы поверхностного натяжениясмачиваемостьусадкаотносительное изменение длиныповерхностная энергияforces of the surface tensionwettabilityshrinkagerelative elongationsurface energyReferencesАнциферов В. Н., Андреев В. Г., Гончар А. В. и др. Проблемы порошкового материаловедения. — Екатеринбург: УрО РАН, 2003. — 147 с.Antsiferov V. N., Andreev V. G., Gonchar A. V., et al. Problems of powder materials science. — Yekaterinburg: UrO RAN, 2003. — 147 p. [in Russian].Andreev V. G., Menshova S. B., Bibikov S. B., et al. Study of the influence of doping admixtures on the microstructure and properties of radio-absorbing Mg-Zn ferrite materials / Nanotechnologies in Russia. 2016. Vol. 11. N 10. P. 535 – 542.Andreev V. G., Menshova S. B., Bibikov S. B., et al. Study of the influence of doping admixtures on the microstructure and properties of radio-absorbing Mg-Zn ferrite materials / Nanotechnologies in Russia. 2016. Vol. 11. N 10. P. 535 – 542.Trukhanov S. V., Trukhanov A. V., Kostishyn V. G., et al. Thermal evolution of exchange interactions in lightly doped barium hexaferrites / Journal of magnetism and magnetic materials. 2017. Vol. 426. N 3. P. 554 – 562.Trukhanov S. V., Trukhanov A. V., Kostishyn V. G., et al. Thermal evolution of exchange interactions in lightly doped barium hexaferrites / Journal of magnetism and magnetic materials. 2017. Vol. 426. N 3. P. 554 – 562.Костишин В. Г., Канева И. И., Андреев В. Г. и др. Исследование возможности получения феррита марки 2000НМ по короткой технологической схеме / Материаловедение и технология. Магнитные материалы. 2013. № 1. С. 23 – 27.Kostishin V. G., Kaneva I. I., Andreev V. G., et al. Investigation of the possibility of producing ferrite grade 2000NM according to a short technological scheme / Materialoved. Tekhnol. Magnit. Mater. 2013. N 1. P. 23 – 27 [in Russian].Kieffer R., Hotop W. Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe. — Berlin: Springer-Verlag OHG, 1948. — 393 p. DOI: 10.1007/978-3-642-94557-1.Kieffer R., Hotop W. Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe. — Berlin: Springer-Verlag OHG, 1948. — 393 p. DOI: 10.1007/978-3-642-94557-1.Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Учебник для вузов. — М.: Альянс, 2004. — 464 с.Frolov Yu. G. The course of colloid chemistry. Surface phenomena and disperse systems. Textbook for high schools. — Moscow: Alliance, 2004. — 464 p. [in Russian].Пат. 2545060 РФ, МПК C10M 173/00, C10M 129/40, C10M 133/08, C10M 133/22, C10N 40/20, C07D 307/74. Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки / Меньшова С. Б., Андреев В. Г., Кревчик В. Д.; заявитель и патентообладатель С. Б. Меньшова, В. Г. Андреев, В. Д. Кревчик. — № 2014111029/04; заявл. 21.03.2014; опубл. 27.03.2015. Бюл. № 9.RF Pat. 2545060, MPK C10M 173/00, C10M 129/40, C10M 133/08, C10M 133/22, C10N 40/20, C07D 307/74. Cutting fluid for machining / Menshova S. B., Andreev V. G., Krevchik V. D.; applicant anf owner applicant anf owner S. B., Andreev V. G., Krevchik V. D. — No. 2014111029/04; appl. 21.03.2014; publ. 27.03.2015. Byull. Otkryt. Izobret. N 9.Ходаков Г. С. Реология суспензий. Теория фазового течения и её экспериментальное обоснование / Рос. хим. журнал. 2003. Т. 67. № 2. С. 177 – 186.Khodakov G. S. Rheology of suspensions. The theory of phase flow and its experimental justification / Rus. Chem. J. 2003. Vol. 67. N 2. P. 177 – 186 [in Russian].Andreev V. G., Menshova S. B., Bibikov S. B., et al. Influence of microstructure on properties of Ni-Zn ferrit radio-absorbing materials / Journal of magnetism and magnetic materials. 2015. Vol. 391. N 6. P. 466 – 472.Andreev V. G., Menshova S. B., Bibikov S. B., et al. Influence of microstructure on properties of Ni-Zn ferrit radio-absorbing materials / Journal of magnetism and magnetic materials. 2015. Vol. 391. N 6. P. 466 – 472.Петраков Н. В., Бакунов В. С., Баринов С. М., Титов Д. Д. Особенности кинетики спекания порошков гидроксиапатита разной дисперсности / Химическая технология. 2018. Т. 483. № 4. С. 403 – 406.Petrakov N. V., Bakunov V. S., Barinov S. M., Titov D. D. Features of the kinetics of sintering of hydroxyapatite powders of different dispersion / Khim. Tekhnol. 2018. Vol. 483. N 4. P. 403 – 406 [in Russian].Юров В. М. Поверхностное натяжение твердых тел / Восточно-европейский журнал. 2020. Т. 53. № 4. С. 54 – 59.Yurov V. M. The surface tension of solids / Vost.-Evr. Zh. 2020. Vol. 53. N 4. P. 54 – 59 [in Russian].Гохштейн А. Я. Поверхностное натяжение твердых тел и адсорбция. — М.: Наука, 1976. — 400 с.Gokhshtein A. Ya. Surface tension of solids and adsorption. — Moscow: Nauka, 1976. — 400 p. [in Russian].Юров В. М., Портнов С. В., Ибраев Н. Х. и др. Поверхностное натяжение твердых тел, малых частиц и тонких пленок / Успехи современного естествознания. 2008. № 11. С. 55 – 58.Yurov V. M., Portnov S. V., Ibraev N. Kh., et al. Surface tension of solids, small particles and thin films / Usp. Sovr. Estestvozn. 2008. N 11. P. 55 – 58 [in Russian].Живненко С. Н. Установка для определения поверхностного натяжения твердых металлов методом нулевой ползучести / Завод. лаб. Диагност. мат. 2005. Т. 75. № 9. С. 44 – 47.Zhivnenko S. N. Installation for determining the surface tension of solid metals by the method of zero creep / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2005. Vol. 75. N 9. P. 44 – 47 [in Russian].Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. — М.: МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2016. — 532 с.Feodosiev V. I. Strength of materials. — Moscow: MSTU, 2016. — 532 p. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.