Tiểu luận tính chất và công nghệ vật liệu ĐỀ TÀI NAM CHÂM FERRITE từ FERRITE MAGNETIC CERAMICS TỔNG QUAN VẬT LIỆU TỪ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LiỆU TỪ KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ỨNG DỤNG VẬT LiỆU FERRITE TỪ KẾT LUẬN
LOGO Đại Đại Học Học Quốc Quốc Gia Gia Thành Thành Phố Phố Hồ Hồ Chí Chí Minh Minh Trường Trường Đại Đại Học Học Bách Bách Khoa Khoa Khoa Khoa Công Công Nghệ Nghệ Vật Vật Liêu Liêu Bộ Bộ môn môn Vật Vật liệu liệu Silicate Silicate ********************************************************** ********************************************************** Báo cáo Tính chất công nghệ Vật Liệu Đề tài FERRITE MAGNETIC CERAMICS Nhóm báo cáo: Văn Công Thi Thái Mộc Nguyên Nguyễn Thu Thủy Lê Văn Thân Vũ Minh Huấn Nguyễn Văn Phước Tháng /2011 NỘI DUNG TỔNG QUAN VẬT LIỆU TỪ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LiỆU TỪ KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ỨNG DỤNG VẬT LiỆU FERRITE TỪ KẾT LUẬN MAGNETIC MATERIALS ??? Vai trò từ trường: Xác định phương hướng Tạo điện trường biến thiên ứng dụng máy phát điện Trong xe máy Thông tin liên lạc Trong y học Trong sinh hoạt hàng ngày: “Ông táo” từ MAGNETIC MATERIALS ??? Vật liệu từ loại vật liệu mà tác dụng từ trường bị từ hóa, hay có tính chất từ đặc biệt Từ tính vật liệu biểu khả hấp dẫn ( hút hay đẩy ) ảnh hưởng lên vật liệu khác Vd: Sắt, thép hay quặng manhetit (Fe3O4) MAGNETIC MATERIALS ??? Vật liệu từ TÍNH CHẤT VẬT LiỆU TỪ Tính chất: Hai tính chất quan trọng Vật liệu từ tượng trễ nhiệt độ Curie Nhiệt độ Curie Nhiệt độ Curie nhiệt độ mà đó, chất bị trật tự từ, T > TC, chất trở thành thuận từ T < TC, chất sắt từ Nhiệt độ C gọi nhiệt độ chuyển pha sắt từ TÍNH CHẤT VẬT LiỆU TỪ Hiện tượng từ trễ: - Ở trạng thái khử từ, mômen từ xếp bất trật tự làm cho vật sắt từ chưa có từ tính Nhưng ta đặt vào từ trường ngoài, mômen từ có xu hướng định hướng theo từ trường làm từ độ tăng dần lên Nếu ta tiếp tục tăng đến giới hạn gọi trường bão hoà, tất mômen từ hoàn toàn song song với nhau, tạo nên tượng bão hoà từ, từ độ đạt cực đại tăng nữa, gọi từ độ bão hoà (Is, tương ứng với cảm ứng từ bão hoà Bs) - Nếu ta khử từ cách đặt từ trường ngược lại tăng dần, từ độ giảm dần không theo đường từ hoá ban đầu, mà theo đường khác liên kết mạnh mômen từ từ trường 0, từ độ không bị triệt tiêu mà tiến đến giá trị dư gọi độ từ dư (tương ứng với cảm ứng từ dư Br) Muốn khử hoàn toàn từ độ 0, ta phải đặt vào từ trường ngược gọi lực kháng từ (Hc) ta đặt tư trường theo chu trình kín, ta có đường kín gọi đường từ trễ TÍNH CHẤT VẬT LiỆU TỪ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU TỪ Cấu trúc • công thức hóa học chung XO.Y2O3 với X kim loại hóa trị Y kim loại hóa trị (mà dùng phổ biến sắt) MỘT SỐ FERRITE TỪ THÔNG DỤNG Ferit có câu trúc tinh thể lập phương spinel: loại có công thức hóa học tổng quát MeO Fe2O3, với Me kim loại Mn2+, Zn2+,Mg2+, Ni2+ Thường dùng ứng dụng tần số cao siêu cao mạch điện tử Ferrite từ lục giác có cấu trúc tinh thể lục giác, loại khoáng chất BaO.6Fe2O3 SrO.6Fe2O3 Được dùng nhiều cho nam châm vĩnh cửu giá thành rẻ, dễ chế tạo độ bền cao như: ferrite Bari BaFe12O19, hay ferri-garnet (Y3Fe5O12, 5Fe2O3.3Y2O3 ) ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH Hàng điện tử tiêu dùng Môtơ DC cho vòi tắm, Máy giặt, Khoan, Bộ điều khiển DC thấp cho thiết bịkhông dây, Bộ loa cho TV Audio, Dụng cụ sửa chữa tập trung tiêu điểm chùm TV, Dĩa copact disc, Computer gia đình, máy quay video, khóa Các thiết bị điện tử Các cảm biến, Các công tắc không tiếp xúc, Các phổ kế NMR, Đĩa đo lượng, Các thiết bị biến đội điện –cơ, Các ống dẫn trường chéo nhau, Dụng cụ họat động chuyển dòng, Thiết bị hãm ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH Công nghiệp Môtơ DC cho dụng cụ từ tính, Robot, Các thiết bị tách từ cho việc tách kim loại quặng, Các vật mang từ, máy nâng, Các hãm khớp nối, Các thiết bị đo Thiên văn không gian Các vật mang không ma sát, Các môtơ bước, Các liên kết cặp, Thiết bị, ống truyền sóng, La bàn tự động Phẫu thuật sinh học Hàm răng, Nha khoa, Khoa chỉnh hình, Lành vết thương, trét lổ thủng dày, Các vòng đai đẩy, Trái tim nhân tạo từ động, Thiết bị quét thể cho Chụp ảnh cộng hưởng từ(MRI) NAM CHÂM VĨNH CỬU NAM CHÂM VĨNH CỬU Nam châm gốm ferrite - - Đặc tính nam châm ferrite là: Có dị hướng từ tinh thể cao bậc so với nam châm AlNiCo tạo lực kháng từ cao nhiều so với nam châm AlNiCo Tuy nhiên, hợp chất kiểu oxit có mật độ khối thấp nên từ độ ferite lại thấp nhiều so với nam châm AlNiCo Công nghệ chế tạo nam châm đơn giản, giá thành cac thành phẩm lại thấp nên nam châm loại rẻ tiền Đó lý giải thích nam châm chiếm thị phần lớn Nam châm ferite không rẻ, mà có độ bền cao NAM CHÂM VĨNH CỬU Nam châm AlNiCo Nam châm AlNiCo thường hạn chế kích thước nhỏ, tính chất từ yếu có tính chất cở khí tốt có nhiệt độ Curie đạt tới 760oC Bền nhiệt, hoạt động nhiệt độ 550oC – 600oC Nó vật liệu có giá thành cao Được sử dụng Bộ cảm biến, đếm ( điện kế, đồng hô đo), điều khiển đồng hồ đo tốc độ … NAM CHÂM VĨNH CỬU NAM CHÂM VĨNH CỬU Lưới lọc từ Nam cham Khung từ nhiều lớp Nam cham chữ U NAM CHÂM VĨNH CỬU FERRITE TỪ CỨNG TRONG LĨNH VỰC GHI TỪ Ứng dụng ổ cứng lưu trữ thông tin Đó màng mỏng từ (có tính chất từ cứng) mà tiêu biểu màng FePt màng CoPt Có lực kháng từ đủ lớn để chống phá hủy tính chất trường ngoài, không lớn để khó từ hoá Có từ độ bão hoà cao Đường cong từ trễ M(H) có dạng hình chữ nhật tốt SFD hẹp (SFD = Switching Field Distribution), Độ bền khảnăng chống mài m.n, chống ôxi hóa tốt Hiện nay, xu tập trung nâng cao mật độ ghi từ (phổ biến 100 Gb/in2) nâng đến Tb/in2 cách ghi vuông góc với bề mặt màng giảm kích thước bit từ FERRITE TỪ MỀM& ỨNG DỤNG Ferit MnZn Vật liệu có điện trở suất thấp có bảo hòa độ cảm ứng từ lớn hơn, sử dụng rộng rãi lõi kim loại cho máy biến áp Có thể sử dụng để khuếch đại tín hiệu nhỏ lớn độ từ thẩm ban đầu, loại “vật liệu hoàn hảo” FERRITE TỪ MỀM& ỨNG DỤNG - Vấn đề tiếng ồn thu hút nhiều ý số hóa thiết bị điện, dẫn động tần số cao CPU, dụng cụ giao diện truyền thông tin tốc độ cao (IEEE 1394, USB), - Sự tiến kết nối di động với khai triển nhanh chóng điện thoại di động vật liệu ferrite có hiệu việc giảm tiếng ồn thiết bị điện nhiễu đường dây, - Sử dụng ferrite MnZn NiZn dẫn từ cao Ferrite Nickel tương thích với tần số xạ tiếng ồn dải rộng thừa sử dụng nữa, vật liệu ferrite kim loại đen bắt đầu sử dụng giảm tiếng ồn dải ỨNG DỤNG CỦA HẠT NANO SẮT TỪ TRONG Y SINH Điều trị ung thư “nam châm lỏng” Các hạt nano từ tính phải không độc hại với thể Chúng bao phủ chất gọi cht hoạt hóa bề mặt “là chất có tính chất hoạt động bề mặt”, bao phủ hạt, vừa có tác dụng cách ly hạt, tạo dung dịch kiểu huyền phù (lơ lửng) hòa tan tốt vào dung môi có tính tương thích sinh học với thể Như vậy, ta có chất lỏng mang từ tính (ta tưởng tượng giống nam châm dạng lỏng) Chất lỏng tiêm vào thể đưa đến tế bào ung thư (bằng chất nhạy với loại tế bào này) Các hạt nano từ tính giống nam châm, đặt vào từ trường xoay chiều chúng quay tạo nhiệt > tạo nhiệt lượng đốt nóng cục đốt chết tế bào ung thư Đây phương pháp trị ung thư giới nghiên cứu mạnh mẽ NHẬN XÉT Sản xuất Ferrite dễ, chi phí không cao đáp ứng tiêu kỹ thuật (ít độ từ thẩm từ độ bão hoà)mới có ý nghĩa định Ví dụ : Ferrite "hàng hiệu" loại 1,5 KW Siemen giá 22 US / với đầy đủ tiêu Trong hàng "trời ơi" loại (không có tiêu ký thuật) Trung Quốc giá không 18.000 đVN NHẬN XÉT Lưu ý : Các sản phẩm thị trường thường chất lượng Khách hàng mua ferrite thường độ từ thẩm (và độ thẩm từ cực đại), ngưỡng tần số v.v tiêu khác, người mua không đủ thiết bị để giám định Người bán (ferrite) khả cung cấp tiêu này, hỏi họ tịt… [...]... tạo từ động, Thiết bị quét cơ thể cho Chụp ảnh cộng hưởng từ( MRI) NAM CHÂM VĨNH CỬU NAM CHÂM VĨNH CỬU Nam châm gốm ferrite - - Đặc tính của nam châm ferrite là: Có dị hướng từ tinh thể cao hơn một bậc so với nam châm AlNiCo do đó tạo ra lực kháng từ cao hơn nhiều so với nam châm AlNiCo Tuy nhiên, do là hợp chất kiểu oxit và có mật độ khối thấp nên từ độ của ferite lại thấp hơn nhiều so với của nam châm. .. độ … NAM CHÂM VĨNH CỬU NAM CHÂM VĨNH CỬU Lưới lọc từ Nam cham thanh Khung từ nhiều lớp Nam cham chữ U NAM CHÂM VĨNH CỬU FERRITE TỪ CỨNG TRONG LĨNH VỰC GHI TỪ Ứng dụng trong các ổ cứng lưu trữ thông tin Đó là các màng mỏng từ (có tính chất từ cứng) mà tiêu biểu là màng FePt và màng CoPt Có lực kháng từ đủ lớn để chống sự phá hủy tính chất do trường ngoài, nhưng không quá lớn để khó từ hoá Có từ. .. nam châm AlNiCo Công nghệ chế tạo nam châm này rất đơn giản, giá thành cac thành phẩm lại thấp nên nam châm này là loại rẻ tiền nhất hiện nay Đó là lý do chính giải thích tại sao nam châm này chiếm thị phần lớn nhất Nam châm ferite không chỉ rẻ, mà còn có độ bền rất cao NAM CHÂM VĨNH CỬU Nam châm AlNiCo Nam châm AlNiCo thường hạn chế ở kích thước nhỏ, các tính chất từ khá yếu nhưng có tính chất cở... ferrite có hiệu quả trong việc giảm tiếng ồn bởi các thiết bị điện khi nhiễu đường dây, - Sử dụng ferrite MnZn và NiZn dẫn từ cao Ferrite Nickel có thể tương thích với tần số bức xạ tiếng ồn dải rộng thì thừa sử dụng hơn nữa, vật liệu ferrite của kim loại đen bắt đầu được sử dụng giảm tiếng ồn trong dải ỨNG DỤNG CỦA HẠT NANO SẮT TỪ TRONG Y SINH Điều trị ung thư bằng nam châm lỏng” Các hạt nano từ. .. Nung Phun nhiệt phân Phân tán Tạo hình ép Nghiền mịn KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Chế tạo ferrite từ cứng BaFe12O19: Nghiền bi ướt Fe2O3 Sấy 100oC/24h, nung tạo ferrite KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Chế tạo ferrite từ cứng BaFe12O19: CKD PVA Bột ferrite Ép tạo hình KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Chế tạo ferrite từ cứng BaFe12O19: Sấy nhẹ 80oC/24h, nung kết khối ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH 1 Xe hơi Môtơ khởi... có tính tương thích sinh học với cơ thể Như vậy, ta sẽ có một chất lỏng mang từ tính (ta có thể tưởng tượng nó giống như một nam châm dạng lỏng) Chất lỏng này được tiêm vào cơ thể và đưa đến các tế bào ung thư (bằng các chất chỉ nhạy với loại tế bào này) Các hạt nano từ tính này giống như các nam châm, khi đặt vào từ trường xoay chiều chúng sẽ quay và tạo ra nhiệt > tạo ra một nhiệt lượng đốt...KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Để có được thành phẩm là các oxit để chế tạo ferrite từ người ta thường đi từ các oxit kim loại và các muối cacbonat Fe2O3 KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO Để chế tạo ferrite từ mềm MnZn có nhiều công nghệ khác nhau như: Công nghệ cổ điển Công nghệ đồng kết tủa Công nghệ phun nhiệt phân KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ... Có từ độ bão hoà cao Đường cong từ trễ M(H) càng có dạng hình chữ nhật càng tốt SFD hẹp (SFD = Switching Field Distribution), Độ bền và khảnăng chống mài m.n, chống ôxi hóa tốt Hiện nay, xu thế đang tập trung là nâng cao mật độ ghi từ (phổ biến đang là 100 Gb/in2) nâng đến Tb/in2 bằng cách ghi vuông góc với bề mặt màng và giảm kích thước các bit từ FERRITE TỪ MỀM& ỨNG DỤNG Ferit MnZn Vật liệu... từ FERRITE TỪ MỀM& ỨNG DỤNG Ferit MnZn Vật liệu có điện trở suất thấp nhưng có sự bảo hòa độ cảm ứng từ lớn hơn, được sử dụng rộng rãi như lõi kim loại cho máy biến áp Có thể được sử dụng để khuếch đại những tín hiệu nhỏ lớn như độ từ thẩm ban đầu, và nó là một loại “vật liệu hoàn hảo” FERRITE TỪ MỀM& ỨNG DỤNG - Vấn đề tiếng ồn đã thu hút nhiều sự chú ý bởi sự số hóa thiết bị điện, dẫn động tần... chết tế bào ung thư Đây là một phương pháp trị ung thư mới trên thế giới và đang được nghiên cứu rất mạnh mẽ NHẬN XÉT Sản xuất Ferrite thì dễ, chi phí không cao nhưng đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật (ít nhất là độ từ thẩm và từ độ bão hoà)mới có ý nghĩa quyết định Ví dụ : Ferrite "hàng hiệu" loại 1,5 KW Siemen giá 22 US / bộ với đầy đủ chỉ tiêu Trong khi hàng "trời ơi" cùng loại (không có chỉ tiêu