फेराइट कार्बन

जब वे बात करते हैंफेराइट कार्बन, बहुत से लोग तुरंत क्लासिक स्ट्रोंटियम या बेरियम फेराइट्स के बारे में सोचते हैं, लेकिन कार्बन एक अलग कहानी है। अक्सर उत्पादन में बातचीत के दौरान आप सुनते हैं कि कार्बन स्टील के लिए है, लेकिन फेराइट्स में यह एक अशुद्धता है जिसे हटा दिया जाता है। लेकिन व्यवहार में सब कुछ अधिक जटिल है। मैंने स्वयं लंबे समय तक ऐसा सोचा था जब तक कि मुझे एक आपूर्तिकर्ता से सामग्री का एक बैच नहीं मिला, जहां कार्बन युक्त चरणों ने थर्मल स्थिरता पर अप्रत्याशित प्रभाव डाला - उन्होंने सुधार नहीं किया, लेकिन एक निश्चित सीमा में इसे खराब कर दिया। इसने मुझे और गहराई में जाने के लिए मजबूर किया।

आवेश में मौजूद कार्बन का वास्तव में क्या होता है

फेराइट के उत्पादन के लिए शास्त्रीय तकनीक में, विशेष रूप से कठोर वाले, कार्बन अक्सर कच्चे माल - लौह ऑक्साइड, कार्बोनेट के माध्यम से चार्ज में प्रवेश करता है। वे प्री-कैल्सीनेशन चरण में इसे जलाने का प्रयास करते हैं। लेकिन इसे पूरी तरह से जला देना आदर्श है। वास्तव में, विशेष रूप से बड़ी भट्ठी की मात्रा के साथ, हमेशा स्थानीय क्षेत्र होते हैं जहां कार्बन ग्रेफाइट के रूप में संग्रहीत होता है या सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान लौह कार्बाइड भी बनाता है। यह हमेशा एक आपदा नहीं होती. कम-आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए फेराइट के कुछ ब्रांडों में, एक छोटी अवशिष्ट कार्बन सामग्री, पारंपरिक रूप से 0.2% तक, हिस्टैरिसीस लूप को थोड़ा चिकना भी कर सकती है, इसे थोड़ा अधिक आयताकार बना सकती है - लेकिन यह एक बहुत ही महीन रेखा है, जिसे पार किया जाता है - और जबरदस्ती बल अनियंत्रित रूप से बढ़ता है।

मुझे इससे जुड़ी पुरानी उत्पादन सुविधाओं में से एक याद हैफेराइट कार्बनसिस्टम, पल्स ट्रांसफार्मर के लिए रिंगों के एक बैच के साथ एक समस्या थी। चुंबकीय पारगम्यता बैच दर बैच भिन्न होती है। उन्होंने इस पर गौर करना शुरू किया - दोष मुख्य संरचना का नहीं था, बल्कि आयरन ऑक्साइड तैयार करने की विधि का था। कम लौह चूर्ण का उपयोग किया गया, जिसे बाद में ऑक्सीकरण किया गया। और ऑक्सीकरण मोड के आधार पर, मूल कार्बोनिल प्रक्रिया से कार्बन श्रृंखलाएं संरचना में बनी रहीं। यह वे ही थे जिन्होंने डोमेन दीवारों को ठीक करने के लिए अतिरिक्त केंद्र बनाए। समाधान आदर्श दहन में नहीं, बल्कि चार्ज में कैल्साइट के नियंत्रित परिचय में पाया गया, जिसने इस प्रक्रिया में इस कार्बन को सिंटरिंग चरण में एक स्थिर चरण में बांध दिया। लेकिन इससे नियंत्रण के लिए एक चरण जुड़ गया।

दूसरी बात यह है कि कार्बन पलायन कर सकता है। यदि सिंटर किए गए फेराइट को यांत्रिक प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है - काटना, पीसना - किनारे पर स्थानीय ओवरहीटिंग से आसपास के वातावरण (तेल, सीओ 2) से सतह परत में कार्बन का प्रसार हो सकता है। यह एक पतली, भंगुर परत बनाता है, जो थर्मल साइक्लिंग के दौरान माइक्रोक्रैक विकसित करता है। यह उन उत्पादों पर देखा गया जो बड़े तापमान अंतर के साथ बिजली आपूर्ति में संचालित होते थे। मुझे पीसने के दौरान शीतलक बदलना पड़ा और मशीनिंग के बाद कम तापमान वाली एनीलिंग शुरू करनी पड़ी।

व्यावहारिक मामले और असफल प्रयोग

हमने लगभग दस साल पहले एक प्रयोग किया था - जटिल आकृतियों के लिए बेहतर मशीनीकरण के साथ फेराइट बनाने का प्रयास। विचार यह था कि मोल्डिंग से पहले जानबूझकर प्रेस पाउडर में कालिख के रूप में महीन कार्बन डाला जाए। उन्होंने इस तरह सोचा: सिंटरिंग के दौरान, कार्बन जल जाएगा, जिससे माइक्रोप्रोर्स निकल जाएंगे जो नाजुकता को कम करेंगे और हीरे के उपकरण के साथ बाद में परिष्करण की सुविधा प्रदान करेंगे। सिद्धांत ने आंशिक रूप से काम किया - व्यावहारिकता में वास्तव में सुधार हुआ। लेकिन चुंबकीय गुण, विशेष रूप से संतृप्ति प्रेरण और भंवर धारा हानियाँ, काफ़ी कम हो गईं। छिद्र चुंबकीय सर्किट में टूटने की तरह काम करते थे। गैर-जिम्मेदार उत्पादों के लिए यह काम कर सकता है, लेकिन बिजली तत्वों के लिए यह पूरी तरह विफल होगा। मुझे मना करना पड़ा.

और यहां इसका विपरीत उदाहरण है, जहां कार्बन ने एक सकारात्मक भूमिका निभाई, लेकिन एक अलग भूमिका में। हम सेंसर के लिए फेराइट्स के बारे में बात कर रहे हैं। वहां आपको क्यूरी बिंदु की स्थिरता की आवश्यकता है। हमें इस तथ्य का सामना करना पड़ा कि द्वितीयक कच्चे माल (अपशिष्ट पुनर्चक्रण) का उपयोग करते समय, सामग्री में अनिवार्य रूप से कार्बनिक बांड, यानी समान कार्बन के निशान होते थे। सिंटरिंग चक्र को अनुकूलित करने के बाद - एक मध्यवर्ती तापमान पर एक लंबा एक्सपोजर - ये अवशेष न केवल जल गए, बल्कि फेरिक आयरन के हिस्से को डाइवैलेंट आयरन में बहाल करने में कामयाब रहे, जो महत्वहीन है, लेकिन क्यूरी बिंदु को उच्च तापमान क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया और संक्रमण को और अधिक अचानक बना दिया। यह तापमान सेंसर के लिए उपयोगी था। लेकिन उत्पादन परिस्थितियों में इस प्रभाव को लगातार दोहराना एक और चुनौती है। बहुत सारे कारकों पर निर्भर करता है: ग्रैनुलोमेट्री, भट्ठी में वातावरण, हीटिंग दर।

यहां उन प्रमुख खिलाड़ियों के अनुभव का उल्लेख करना उचित है जो लंबे समय से औद्योगिक पैमाने पर चुंबकीय सामग्री के साथ काम कर रहे हैं। उदाहरण के लिए,लोंगी कॉर्पोरेशन(आधिकारिक वेबसाइट -https://www.ljmagnet.ru), जो 1993 से खनन उपकरण का विकास और उत्पादन कर रहा है, जिसमें निश्चित रूप से चुंबकीय विभाजक भी शामिल हैं। उनके इंजीनियरों को अलग होने वाले तत्वों की टूट-फूट और स्थिरता के संदर्भ में फेराइट्स के चुंबकीय गुणों पर कार्बन के प्रभाव की समस्या का सामना करना पड़ा होगा। फ़ुषुन में उनके उत्पादन के संदर्भ में, 140,000 एम2 के क्षेत्र और प्रति वर्ष लगभग 4,000 इकाइयों के उपकरणों के उत्पादन के साथ, चुंबकीय प्रणालियों की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता और स्थायित्व के मुद्दे तीव्र हैं। मुझे लगता है कि जब किसी औद्योगिक इकाई की विश्वसनीयता दांव पर होती है, तो सामग्रियों के प्रति उनका व्यावहारिक दृष्टिकोण प्रयोगशाला अनुसंधान से बहुत अलग होता है। वे संभवतः कार्बन से चार्ज की अधिकतम शुद्धि और वर्षों तक विभाजकों के चुंबकीय क्षेत्र की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सिद्ध, रूढ़िवादी सिंटरिंग प्रौद्योगिकियों के उपयोग का मार्ग अपनाते हैं। यह सामग्री के साथ काम करने का एक अलग पैमाना और एक अलग दर्शन है।

प्रक्रिया और गुणवत्ता नियंत्रण पर प्रभाव

यह दुकान के फर्श पर कैसा दिखता है? निःसंदेह, नियंत्रण का मुख्य बिंदु कैल्सीनेशन है। लेकिन यहां भी सबकुछ सरल नहीं है. यदि आप ऑक्साइड को शांत करते समय तापमान या होल्डिंग समय के साथ इसे ज़्यादा करते हैं, तो आप बहुत मोटे दाने वाली संरचना प्राप्त कर सकते हैं, जिसे बाद में ठीक नहीं किया जा सकता है। कार्बन, यदि रहता है, तो ऐसी संरचना में विशेष रूप से कपटपूर्ण व्यवहार करता है - बाद के सिंटरिंग के दौरान, यह स्थानीय पुन: कमी और धात्विक लोहे के निर्माण का कारण बन सकता है। और यह पहले से ही एक शादी है, और हमेशा आंखों से दिखाई नहीं देती है। इसका पता केवल नुकसान को मापते समय या उच्च आवृत्ति पर लंबे समय तक संचालन के बाद ही लगाया जाता है - उत्पाद ज़्यादा गरम हो जाता है।

इसलिए, अतिरिक्त नियंत्रण शुरू किया गया - न केवल कुल कार्बन के लिए एक रासायनिक विश्लेषण (इसमें लंबा समय लगता है), बल्कि कैल्सीनेशन के बाद प्रेस पाउडर की प्रतिरोधकता के लिए एक त्वरित परीक्षण भी किया गया। एक अप्रत्यक्ष तरीका, लेकिन यह काम करता है। यदि प्रतिरोध अपेक्षा से कम है, तो अवशिष्ट कार्बन या लोहे के कम-वैलेंट रूपों की संभावना है। बैच को अतिरिक्त एनीलिंग के लिए भेजा जाता है।

एक और व्यावहारिक बारीकियां साँचे की है। यू-आकार के कोर जैसे जटिल उत्पादों को बनाने के लिए, कार्बनिक बाइंडरों का उपयोग किया जाता है। वास्तव में यह भी कार्बन है। उनकी मात्रा और प्रकार (पॉलीविनाइल अल्कोहल, पैराफिन) महत्वपूर्ण हैं। बहुत कम और सिंटरिंग के लिए ले जाने पर हिस्सा टूट जाएगा। बहुत अधिक - जलने पर बड़े छिद्र और विकृति बनी रहेगी। हमने इसे प्रयोगात्मक रूप से चुना, और उत्पाद के प्रत्येक मानक आकार के लिए एक अलग नुस्खा था। कोई सर्वमान्य समाधान नहीं है. कई असफल बैचों और संग्राहकों की शिकायतों के बाद ही आपको यह याद आता है।

विभिन्न प्रकार के फेराइट्स के लिए विशिष्टताएँ

मैंगनीज-जिंक फेराइट्स (एमएन-जेडएन) में, जो अत्यधिक पारगम्य कोर के लिए उपयोग किया जाता है, कार्बन के प्रति रवैया सबसे सख्त है। वहां, निशान भी अवशिष्ट हानि को बढ़ा सकते हैं। सारी तकनीक इसे हटाने के लिए डिज़ाइन की गई है। ऑक्सीजन युक्त वातावरण में सिंटरिंग का उपयोग अक्सर अंतिम चरण में किसी भी अवशिष्ट कार्बन यौगिक को ऑक्सीकरण करने के लिए किया जाता है।

आरएफ अनुप्रयोगों के लिए निकेल-जिंक (नी-जेडएन) फेराइट के साथ कहानी थोड़ी अलग है। प्रारंभ में प्रतिरोधकता अधिक होती है, और विद्युत चालकता पर कार्बन का प्रभाव इतना घातक नहीं होता है। लेकिन यह प्रतिक्रिया सिंटरिंग के दौरान चरण निर्माण की गतिशीलता को प्रभावित कर सकता है। ऐसे मामले सामने आए हैं जहां माइक्रोवेव अवशोषक के लिए नी-जेडएन फेराइट चार्ज में जानबूझकर थोड़ी मात्रा में कार्बोनेट जोड़ने से अनाज के आकार को बेहतर नियंत्रण की अनुमति मिलती है - कार्बन ने एक निश्चित चरण में धनायनों के प्रसार को अस्थायी रूप से रोक दिया है। लेकिन यह, फिर से, एक विशिष्ट उत्पादन की जानकारी है, जिसका विज्ञापन नहीं किया जाता है।

बेरियम और स्ट्रोंटियम फेराइट (कठोर चुम्बक) के लिए, कार्बन मुख्य रूप से दुश्मन है। यह बलप्रयोग बल को कम करता है। लेकिन चुंबकीय क्षेत्र में शुष्क दबाव द्वारा अनिसोट्रोपिक चुंबक के उत्पादन में एक दिलचस्प बात है। कार्बन युक्त एडिटिव्स (स्टीयरेट्स) का उपयोग पाउडर प्रवाह क्षमता और कण अभिविन्यास में सुधार के लिए किया जाता है। लक्ष्य यह है कि मुख्य चरण के अनाज बढ़ने से पहले वे पूरी तरह से विघटित हो जाएं और निकल जाएं। यदि तापमान व्यवस्था में गड़बड़ी होती है, तो स्टीयरेट से कार्बन अनाज की सीमाओं में प्रवेश करता है और तैयार चुंबक के चुंबकीय गुणों को तेजी से खराब कर देता है। शासन विकसित करते समय थर्मोग्रैविमेट्री द्वारा निगरानी की गई।

विचार ज़ोर से और गैर-स्पष्ट निष्कर्ष

तो, वापस जा रहे हैंफेराइट कार्बन. यह सिर्फ 'मिश्रण' नहीं है. यह एक तकनीकी पैरामीटर है जो एक अस्थिर कारक और एक बहुत ही संकीर्ण ढांचे के भीतर, कुछ गुणों को प्रभावित करने का एक उपकरण दोनों हो सकता है। यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि आप क्या उत्पादन करते हैं, किस उपकरण पर और किन परिचालन स्थितियों के लिए। औद्योगिक पैमाने पर पूर्ण शुद्धता हासिल नहीं की जा सकती, और यह हमेशा आवश्यक भी नहीं है। मुख्य बात यह समझना है कि यह कहां दिखाई दे सकता है (कच्चा माल, बाइंडर्स, वातावरण), यह एक विशिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल में कैसे व्यवहार करेगा, और इस प्रक्रिया को बैच से बैच तक कैसे स्थिर किया जाए।

अक्सर गुणों की पुनरुत्पादन क्षमता की समस्याएं मुख्य संरचना पर नहीं, बल्कि ऐसी "छोटी चीज़ों" पर टिकी होती हैं - कार्बन की सामग्री और रूप जो ऑक्साइड आपूर्तिकर्ता में बदलाव के कारण या भट्ठी के अस्तर के टूट-फूट के कारण वातावरण में बदलाव के कारण तैरते हैं। इसलिए, महत्वपूर्ण उत्पादों के लिए तकनीकी प्रक्रिया मानचित्रों में, अब हम न केवल "Fe2O3 सामग्री" को एक अलग पंक्ति में लिखते हैं, बल्कि "कैल्सीनेशन के बाद अधिकतम सी सामग्री" और यहां तक ​​कि "दबाने के लिए अनुशंसित प्रकार के बाइंडर" भी लिखते हैं। इससे जोखिम कम हो जाता है.

परिणामस्वरूप, फेराइट्स के साथ काम करना हमेशा चुंबकीय विशेषताओं, विनिर्माण क्षमता, लागत और स्थिरता के बीच एक समझौता होता है। कार्बन इस क्षेत्र के खिलाड़ियों में से एक है। इसे नज़रअंदाज नहीं किया जा सकता, लेकिन इसका राक्षसीकरण भी नहीं किया जाना चाहिए। आपको बस अपनी विशिष्ट तकनीकी श्रृंखला में इसकी आदतों को जानने की जरूरत है। सामग्री विज्ञान में कई चीजों की तरह, पाठ्यपुस्तकों से शुद्ध सिद्धांत की तुलना में अधिक अनुभव और संचित अनुभव है। और यह अनुभव, जिसमें असफल प्रयोग भी शामिल हैं, एक अभ्यासकर्ता को एक सिद्धांतकार से अलग करता है।