ФЕРРОМАГНИТНОЕ СТЕКЛО

ФЕРРОМАГНИТНОЕ СТЕКЛО


RU (11) 2195437 (13) C2

(51) 7 C03C3/066, C03C3/089 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001107770/03 
(22) Дата подачи заявки: 2001.03.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.03.22 
(45) Опубликовано: 2002.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1286550 A1, 30.01.1987. SU 1141078 A, 23.02.1985. SU 267032 A, 16.07,1970. US 4360441 A, 23.11.1982. US 4126437 A, 21.11.1978. 
(71) Заявитель(и): Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) 
(72) Автор(ы): Кузнецов А.И.; Гордеева А.Ю.; Сычев М.М. 
(73) Патентообладатель(и): Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) 
Адрес для переписки: 198013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26, СПГТИ (ТУ), ОНТИОИС 

(54) ФЕРРОМАГНИТНОЕ СТЕКЛО 

Изобретение относится к классу оксидных стеклообразных материалов, обладающих ферромагнитными свойствами и предназначенных для использования в области электроники, магнитооптики, лазерной техники. Задачей предлагаемого технического решения является повышение магнитных характеристик стекол: остаточной намагниченности, коэрцитивной силы, намагниченности насыщения. Ферромагнитное стекло содержит Fе2О3, NiO, ZnO в виде никельцинкового феррита (Ni, Zn)Fe2О4, представляющего собой отходы ферритового производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%. SiO2 35,3-45,2; Na2О 5,3-7,2; В2О3 10,8-26,7; Fе2О3, NiO, ZnO в виде (Ni, Zn)Fe2О4 35,7-40,8. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к классу оксидных стеклообразных материалов, обладающих ферромагнитными свойствами и предназначенных для использования в области электроники, магнитооптики, лазерной техники.

Применяемые в настоящее время поликристаллические магнитные материалы получают по керамической технологии, которая дорога и трудоемка. Использование для этих целей стекол с высокими магнитными свойствами отличается простотой изготовления изделий нужного размера и формы, а также широким диапазоном составов, позволяющим получить стеклообразные материалы с комплексом необходимых свойств.

Известны ферромагнитные стекла, содержащие, мас.%: Fe2О3 10-20; В2О3 30-40; Na2О 30-40; NiO 10-20 (Авт.свид. СССР 1395594 А1, кл. С 03 С 3/14, БИ 18, 1988 г.) К недостаткам этих стекол относятся низкие значения магнитных характеристик. По химическому составу эти стекла относятся к классу боратных стекол.

Известны ферромагнитные стекла, содержащие, мас. %: Fе2О3 10-22; ВаО 20-38; Р2О5 19-35; В2О3 3-6 и по крайней мере один оксид редкоземельного металла из группы: Dу2О3, Но2О3, Gd2О3, Тb2О3 13-33 (Авт.свид. СССР 1725754, A3, кл. С 03 С 3/19, БИ 13, 1992 г.). Недостатки этих стекол заключаются в низких значениях магнитных параметров, в частности намагниченности насыщения. Кроме того, стекло содержит в своем составе дефицитные и дорогие редкоземельные элементы.

Наиболее близким к заявляемому является ферромагнитное стекло, содержащее, мас. %: SiО2 35,9-40,9; CaO 2,2-11,7; ВаО 2,0-13,0; MnO 4,2-8,7; Fe2О3 37,8-42,0; NiO 1,0-4,8 (Авт.свид. СССР 1286550 А1, кл. С 03 С 4/00, БИ 4, 1987 г.). Недостатки известного стекла заключаются в низких значениях магнитных параметров, в частности намагниченности насыщения, коэрцитивной силы.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение магнитных характеристик стекол: остаточной намагнитенности, коэрцитивной силы, намагниченности насыщения.

Поставленная цель достигается тем, что ферромагнитное стекло, включающее SiО2, NiO, Fе2О3, дополнительно содержит Na2О, В2О3, ZnO, причем Fе2О3, NiO, ZnO стекло содержит в виде никельцинкового феррита (Ni, Zn)Fe2О4, представляющего собой отходы ферритового производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiО2 - 35,3-45,2

Na2О - 5,3 - 7,2

В2О3 - 10,8-26,7

Fе2О3, NiO, ZnO в виде (Ni, Zn)Fe2О4 - 35,7-40,8

Синтез предлагаемого ферромагнитного стекла проводится по технологии стекольного производства (Справочник по производству стекла, т.2, гос.изд. литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, М., 1963, 815 с. ) в корундовых тиглях при температуре 1500-1550oС в течение 1 часа. Образцы отливали в виде дисков и отжигали в муфельной печи. Введение в состав стекла Na2О снижает температуру варки стекол.

Дополнительное введение второго стеклообразователя В2О3 способствует протеканию ликвационных процессов в стекле.

Предлагаемая натриевоборосиликатная система с добавками никельцинкового феррита является наиболее оптимальной для возникновения ферромагнетизма. Ферромагнитные свойства усиливаются с возрастанием содержания SiO2 в стеклах (табл. 2). В процессе ликвации боросиликатного стекла добавки ферромагнетика (Ni, Zn)Fe2О4 входят в одну из ликвационных фаз, которой является натриевоборатная составляющая. Наилучшие условия для возникновения ферромагнетизма создаются при наличии очень мелких ликвационных областей, и магнитные частицы концентрируются на поверхности раздела фаз. В матрице боросиликатного стекла с добавками феррита (Ni, Zn) Fe2О4 реализуются области микроликвации, в которых происходит образование квазидоменных группировок магнитных частиц, что обеспечивает стеклу ферромагнитные свойства.

Стекла являются рентгеноаморфными, что подтверждается рентгенофазовым анализом.

При введении (Ni, Zn)Fe2О4 менее 35,7 мас.% снижаются магнитные характеристики стекол, а увеличение концентрации (Ni, Zn)Fe2О4 более 40,8 мас.% вызывает кристаллизацию стекол.

Предлагаемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Составы стекол приведены в табл.1, магнитные характеристики - в табл.2.

Пример 1.

Для приготовления шихты для варки стекла использовали реактивы: оксид бора вводили борной кислотой Н3ВО3 марки "хч", ГОСТ 9656-75, использовали диоксид кремния марки "ч", ГОСТ 9428-73, оксид натрия вводили азотнокислым натрием NaNО3 марки "хч", ГОСТ 4168-79. Компоненты отвешивали с точностью 0,1 г, тщательно перемешивали и засыпали в корундовые тигли емкостью 50 мл. Тигли устанавливали в печь с мазутным обогревом и проводили варку стекла при температуре 1500oС в течение 1 часа. Из готовой стекломассы отливали образцы в виде дисков диаметром 20 мм и толщиной 3 мм. Затем проводили отжиг образцов в муфельной электрической печи при температуре на 10oС ниже температуры размягчения в течение 2 часов и охлаждали вместе с печью.

Аналогично примеру 1 готовили стекла составов 2-4, приведенных в табл. 1.

Таким образом, по результатами испытаний (табл.2) у предлагаемого ферромагнитного стекла по сравнению с известным ферромагнитным стеклом в 3-6 раз выше значения коэрцитивной силы по намагниченности, и в 5-7 раз предлагаемое стекло превосходит известное по намагниченности насыщения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Ферромагнитное стекло, включающее SiO2, NiO, Fe2O3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Na2O, В2О3, ZnO, причем Fе2O3, NiO, ZnO стекло содержит в виде никельцинкового феррита (Ni, Zn)Fe2O4, представляющего собой отходы ферритового производства, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

SiO2 - 35,3-45,2

Na2O - 5,3-7,2

В2О3 - 10,8-26,7

Fе2O3, NiO, ZnO в виде (Ni, Zn) Fe2O4 - 35,7-40,8


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru