Effect of addition of the CuO-Fe2O3 system on the electromagnetic wave absorbing properties of sintered ferrite

Kim, K. Y.; Kim, W. S.; Ju, Yang; Jung, Hyunsung

doi:10.1007/bf01166015

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“…ii/ una etapa de sinterización, con uno o varios tramos de temperatura constante (cada tramo a una temperatura diferente que se denomina T max ) y un tiempo de permanencia a cada una de esas temperaturas (t T ), siendo el tiempo de sinterización (t sinterización ) la suma de todos los t T según: [1] iii/ una etapa de enfriamiento, a una velocidad determinada (v), desde el tramo de la etapa de sinterización de menor temperatura [(T max ) min ] hasta los 800ºC (en el caso de velocidades de enfriamiento grandes) o hasta los 250ºC (en el caso de velocidades de enfriamiento pequeñas), continuando con un enfriamiento natural hasta alcanzar la temperatura ambiente. El tiempo de la etapa de enfriamiento se ha determinado experimentalmente en cada uno de los casos.…”

Section: Procedimiento Y Resultados Experimenta-lesunclassified

“…En las columnas segunda y tercera se detalla, para cada ciclo térmico, las temperaturas (T max ) y el tiempo de permanencia (t T ) a cada temperatura de cada uno de los tramos de temperatura constante que constituyen la etapa de sinterización. En las columnas cuarta, quinta, sexta y séptima se muestran, respectivamente, el tiempo de sinterización (calculado mediante la ecuación [1]), el tiempo de calentamiento (3.5 horas en todos los casos), el tiempo de enfriamiento (medido experimentalmente) y el tiempo del ciclo térmico (calculado mediante la ecuación [2]). …”

Section: Procedimiento Y Resultados Experimenta-lesunclassified

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Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn: (II) Influencia de la etapa de enfriamiento

Barba¹,

Clausell²,

Monzó³

et al. 2008

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Las piezas cerámicas obtenidas a partir de polvos de ferritas de composición (Cu 0.12 Ni 0.23 Zn 0.65 )Fe 2 O 4 destacan como absorbentes de radiación electromagnética entre las ferritas de Ni-Zn dopadas con Cu, impidiendo interferencias entre dispositivos electrónicos. En un trabajo previo se estableció la metodología para diseñar la etapa de sinterización de un ciclo térmico que permite obtener las piezas cerámicas mencionadas con una microestructura adecuada (elevada densidad relativa y escaso crecimiento de grano) para que presenten unas buenas propiedades electromagnéticas. En este trabajo se ha estudiado la etapa de enfriamiento del mismo ciclo térmico (etapa siguiente a la de sinterización), determinando la influencia que ejerce la velocidad de enfriamiento sobre la densidad relativa en cocido, el tamaño medio de grano y la distribución de tamaños de grano, variando el tiempo de sinterización del ciclo térmico empleado Palabras clave: ferritas, ciclo térmico, velocidad de enfriamiento. Thermal cycle for obtaining a Ni-Zn ferrite: (II) Influence of the cooling stage.Ceramic bodies formed from (Cu 0.12 Ni 0.23 Zn 0.65 )Fe 2 O 4 ferrite powders stand out as electromagnetic radiation absorbers among Cu-doped Ni-Zn ferrites, preventing interference between electronic devices. In a preliminary study, a methodology was established for designing the sintering stage of a thermal cycle, which allows the foregoing ceramic bodies to be obtained with the appropriate microstructure (high relative density and little grain growth) to provide them with good electromagnetic properties. The present study examines the cooling stage (i.e. the stage following the sintering stage) of that thermal cycle and the influence of the cooling rate on fired relative density, average grain size, and grain size distribution, varying the sintering time of the thermal cycle used.Keywords: ferrites, thermal cycle, cooling rate. INTRODUCCIóNLos polvos cerámicos conocidos genéricamente como ferritas son, básicamente, óxidos mixtos de hierro y de uno o más elementos metálicos. Las ferritas de Ni-Zn, con diferentes porcentajes de Cu, suelen utilizarse para la fabricación de piezas cuya función es la de impedir interferencias entre los dispositivos eléctricos o electrónicos, dada su capacidad de absorción de ondas electromagnéticas (1-3). Las propiedades magnéticas de estas piezas quedan determinadas tanto por su composición química como por su microestructura (4-7).Las piezas de ferrita se fabrican a escala industrial mediante el denominado proceso cerámico tradicional (8,9). Con el tratamiento térmico se debe: i/ conseguir que las piezas alcancen la máxima densidad relativa posible; ii/ aumentar el tamaño de los granos de forma homogénea, manteniendo un tamaño de grano relativamente pequeño y una distribución de tamaños de grano estrecha; iii/ evitar un crecimiento de grano exagerado. La temperatura máxima de sinterización y el tiempo de permanencia a dicha temperatura son las dos variables más relevantes para controlar la sinterización de este...

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Section: Procedimiento Y Resultados Experimenta-lesunclassified

Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn: (II) Influencia de la etapa de enfriamiento

Barba¹,

Clausell²,

Monzó³

et al. 2008

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…Zhao y Harmer (16)(17)(18) han propuesto una ecuación general para la velocidad de densificación de la forma: [1] donde C f es una constante relacionada con el mecanismo de control, N es el número de poros por grano, D f es el coeficiente de difusión, γ sv es la energía de la superficie sólido/gas, Ω es el volumen molar de la especie que se difunde y controla la velocidad de densificación, k es la constante de Boltzman y T es la temperatura absoluta. El valor del exponente del tamaño medio de grano adimensional, h, es 3, cuando el mecanismo de transferencia de materia que controla la velocidad de densificación es la difusión reticular, y 4, cuando controla la difusión por el borde de grano.…”

Section: Velocidad De Densificaciónunclassified

“…Para cada temperatura, f debe ser una constante. En forma logarítmica la ecuación [1] se puede reescribir como: [2] La ecuación [2] indica que el logaritmo de la velocidad de densificación, ln(dφ c /dt), debe variar linealmente con el logaritmo del tamaño medio de grano adimensional, ln(η), y que la pendiente de dicha recta es -h.…”

Section: Velocidad De Densificaciónunclassified

“…Las ferritas de Ni-Zn, con diferentes porcentajes de Cu, suelen utilizarse para la fabricación de piezas cuya función es la de impedir interferencias entre los dispositivos eléctricos o electrónicos, dada su capacidad de absorción de ondas electromagnéticas (1)(2)(3)(4). Las propiedades magnéticas de estas piezas quedan determinadas por su composición química y por su microestructura (distribución de tamaños de grano, distribución de tamaños de poro, porosidad total o densidad relativa, características del borde de grano, etc.)…”

Section: Introductionunclassified

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Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn: (I) Diseño de la etapa de sinterización

Barba¹,

Clausell²,

Monzó³

et al. 2008

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Las piezas cerámicas obtenidas a partir de polvos de ferritas de composición (Cu 0.12 Ni 0.23 Zn 0.65 )Fe 2 O 4 destacan como absorbentes de radiación electromagnética entre las ferritas de Ni-Zn dopadas con Cu, impidiendo interferencias entre dispositivos electrónicos. En este trabajo se ha establecido una metodología para diseñar la etapa de sinterización de un ciclo térmico, que permite obtener las piezas cerámicas mencionadas con una microestructura adecuada (elevada densidad relativa y escaso crecimiento de grano) para que presenten unas buenas propiedades electromagnéticas. La metodología establecida consiste, en primer lugar, en determinar las ecuaciones diferenciales que relacionan las velocidades de densificación y de crecimiento de grano con el tamaño medio de grano, la densidad relativa y la temperatura de sinterización, proponiendo en cada caso el mecanismo de difusión controlante de cada una de dichas velocidades. En segundo lugar, la integración simultánea de las dos ecuaciones de velocidad permite obtener la evolución de la densidad relativa y del tamaño medio de grano con el tiempo de sinterización a una temperatura previamente fijada. En tercer lugar, se ha determinado cómo dicha temperatura debe ir disminuyendo con el tiempo de sinterización para que, en cada instante, se mantenga una velocidad de densificación relativamente alta evitando al mismo tiempo que la velocidad de crecimiento de grano provoque un crecimiento irregular y exagerado de los mismos. Palabras clave: ferritas, ciclo térmico, etapa de sinterización, velocidad de densificación, velocidad de crecimiento de grano. Thermal cycle for obtaining a Ni-Zn ferrite: (I) Design of the sintering stage.Ceramic bodies formed from (Cu 0.12 Ni 0.23 Zn 0.65 )Fe 2 O 4 ferrite powders stand out as electromagnetic radiation absorbers among Cu-doped Ni-Zn ferrites, preventing interference between electronic devices. This study establishes a methodology for designing the sintering stage of a thermal cycle, which allows the foregoing ceramic bodies to be obtained with the appropriate microstructure (high relative density and little grain growth) to provide them with good electromagnetic properties. The methodology consists, first, of determining the differential equations that relate the densification and grain-growth rates to average grain size, relative density, and sintering temperature, proposing the corresponding rate-controlling mass-transfer mechanism in each case. Secondly, the simultaneous integration of the two rate equations allows the evolution of relative density and average grain size with sintering time at a prefixed sintering temperature to be obtained. Thirdly, it is determined how this temperature needs to decrease with sintering time in order constantly to maintain a relatively high densification rate, while concurrently keeping the grain-growth rate from causing irregular and/or exaggerated grain growth.

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Impedance analysis and electromagnetic interference shielding effectiveness of conductive carbon black reinforced microcellular EPDM rubber vulcanizates

2008

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The effect of processing variables (filler and blowing agent loadings) and operating variables (frequency and sample thickness) on the impedance and electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness of excess conductive carbon black reinforced solid and microcellular EPDM vulcanizates has been investigated. Increasing frequency showed a decrease in real part of complex impedance for both filler and blowing agent loadings, whereas the imaginary part showed a slight peak in the range of 9–10 GHz followed by a subsequent decrease. The measured impedance values were plotted as Nyquist plots (Argand diagrams) and a Resistor–Capacitance model was assumed. Increasing blowing agent loadings showed a marginal increase in the bulk resistivity, whereas increasing filler loadings had a significant decrease. The EMI shielding effectiveness increased monotonically with filler loading and showed a maximum of around 75 dB at 60 phr loadings, thus making them suitable for shielding applications. Increasing blowing agent loadings showed an increase in shielding effectiveness at low loadings (2 phr) whereas further increase showed a rapid decrease. This has been explained on the basis of formation of voids in the composite, which affect the absorbance capacity of the microcellular vulcanizates. However, the microcellular composites showed sufficiently high values in the range of 50–60 Db, thus making Vulcan XC 72 reinforced microcellular EPDM vulcanizates as ideal packaging material for EMI shielding applications. POLYM. COMPOS., 2008. © 2008 Society of Plastics Engineers

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Effect of addition of the CuO-Fe2O3 system on the electromagnetic wave absorbing properties of sintered ferrite

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Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn: (II) Influencia de la etapa de enfriamiento

Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn: (II) Influencia de la etapa de enfriamiento

Ciclo térmico para la obtención de una ferrita de Ni-Zn: (I) Diseño de la etapa de sinterización

Impedance analysis and electromagnetic interference shielding effectiveness of conductive carbon black reinforced microcellular EPDM rubber vulcanizates

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