Properties of Ni-Zn ferrites for magnetic heads: Technical possibilities and limitations

Kulikowski, J.; Leśniewski, A.

doi:10.1016/0304-8853(80)90569-7

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“…TABLA II. VALOrES DE LOS PAráMETrOS In(g) y n DE LA ECuACIóN [9] T (ºC) ln(g) n Dado que el coeficiente de difusión efectivo g es una función complicada y desconocida de la temperatura, se ha propuesto una relación empírica de la forma: [11] En la Figura 7 se han representado los valores del logaritmo de g frente a la inversa de la temperatura absoluta para las cinco temperaturas mostradas en la Tabla II, obteniéndose una línea recta cuyo ajuste por mínimos cuadrados conduce a la ecuación: [12] CICLO TéRMICO PARA LA OBTENCIÓN DE UNA fERRITA DE NI-ZN: (I) DISEÑO DE LA ETAPA DE SINTERIZACIÓN o bien: [13] Combinando las ecuaciones (8) y (13) y tomando m=4/3 y n=3, la velocidad de crecimiento de grano de la ferrita estudiada, en las condiciones de operación ensayadas, se puede describir mediante la ecuación: [14] …”

Section: Velocidad De Crecimiento De Granounclassified

“…Las piezas de ferrita se fabrican mediante el denominado proceso cerámico tradicional (6,12). Es en la etapa de sinterización donde se debe: i/ conseguir que las piezas alcancen la máxima densidad relativa posible; ii/ aumentar el tamaño de los granos de forma homogénea (evitando un crecimiento exagerado), manteniendo un tamaño de grano relativamente pequeño y una distribución de tamaños de grano estrecha (12).…”

Section: Introductionunclassified

“…Es en la etapa de sinterización donde se debe: i/ conseguir que las piezas alcancen la máxima densidad relativa posible; ii/ aumentar el tamaño de los granos de forma homogénea (evitando un crecimiento exagerado), manteniendo un tamaño de grano relativamente pequeño y una distribución de tamaños de grano estrecha (12). La temperatura máxima de sinterización y el tiempo de permanencia a dicha temperatura son las dos variables más relevantes para controlar la sinterización de las ferritas de Ni-Zn (3,7).…”

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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Section: Velocidad De Crecimiento De Granounclassified

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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“…The properties of nanostructured spinel ferrites are different from those of bulk materials [1,2]. It is reported that nanosized spinel ferrites can be used in the field of high density magnetic recording media, ferro fluids, microwave absorber and magnetically guided drug carriers [3][4][5]. Recently, spinel ferrites of the type MFe 2 O 4 (M = Ni, Zn, Pb) find applications as transducers because of their negligible eddy current losses due to their high permeability and high resistivity [6].…”

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Mössbauer studies and magnetic properties of spinel lead ferrite

et al. 2008

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In the present communication, we have reported the synthesis of nanocrystalline lead ferrite (PbFe 2 O 4 ) by citrate mediated autocombustion method. X-ray diffraction pattern reveals the single phase formation in cubic (spinel) structure. The particle size and the surface morphology of the samples are characterized by TEM and SEM analysis. Magnetic studies are carried out using vibrating sample magnetometer (VSM) shows a very high coercive field for the material. Mössbauer studies were performed to investigate the local symmetry i.e. Fe is in octahedral/tetrahedral site and the charge states of Fe ions.

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“…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 tipo de ferritas (6,7).…”

Section: Introductionunclassified

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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Properties of Ni-Zn ferrites for magnetic heads: Technical possibilities and limitations

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

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

Mössbauer studies and magnetic properties of spinel lead ferrite

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

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