Elektronika va asbobsozlik

15-MA’RUZA.


Mavzu: Ferritlar.


Reja:
1.Ferritlar.
2. Ferritlarning xarakteristikalari.


Tayanch iboralar: oddiy ferritlar, doimiy magnitlar, bariyli ferritlar, Karbonil’ temir, molibdenli permalloy

Ferritlar temir oksidi Fe₂O₃ bilan boshqa metallar oksidlari ZnO-NiO va boshqalarning birikmalaridan iborat. Presslab tayyorlangan ferrit buyumlar yuqori temperaturada pishiriladi. Ferritning nomi uning tarkibiga kirgan ikki valentli yoki bir valentli (goxida) metall oksidi miqdoriga qarab belgilanadi. Masalan, agar ferrit tarkibiga rux ok­sidi ZnO kirgan bo‘lsa, u holda bu ferrit rux ferriti, agar nikelp oksidi NiO kirgan bo‘lsa nikelp ferriti deb ataladi va hokazo.

Tarkibida temir oksidi Fe₂O₃ dan tashqari boshqa metall oksidi bo‘lgan ferritlar oddiy ferritlar deb ataladi. Ferritning ximiyaviy formulasi umumiy ko‘rinishda quyidagicha yoziladi: MeOFe₂O₃ yoki MeF₂O₄, bu yerda Me-oksidi ferrit tarkibiga kirgan metall belgisi. Rux va nikelp ferritlarning ximiyaviy formulalari quyidagicha yoziladi: ZnFe₂O₄ yoki NiFe₂0₄.
Oddiy ferritlarning hammasi ham magnit xossalarga ega bo‘lavermaydi. Masalan, rux va kadmiy ferritlari (S_d Fe₂O₄) magnit bo‘lmagan moddalardir. Oddiy ferritlarda magnit xossalarining mavjud yoki mavjud emasligi ularning tarkibiga va kristall panjarada ionlar taqsimoti (joylashishi) ga bog‘liq. Yuqorida sanab o‘tilgan oddiy ferritlar shpinelp turidagi kub panjaraga ega. Bunday panjara ikki valentli, zich joylashgan, manfiy zaryadlangan kislorod ionlaridan iborat bo‘lib, bu ionlar oralig‘ida to‘rt yoki olti kislorod ioni bilan o‘ralgan musbat zaryadli metall ionlari joylashgan. Shpinelp turidagi kub panjarada metall ionlari normal yoki yuzma-yuz turgan shpinelp tarzida taqsimlanishi mumkin. Normal shpinelp tarzida kristallanuvchi rux va kad­miy ferritlari magnit xossalarga ega emas, yuzma-yuz karagan shpinelp tarzida kristallanuvchi ferritlar esa magnit xossa­larga ega bo‘ladi.
Bitta oddiy ferritning ikkinchi oddiy ferrit bilan qattiq aralashmasidan iborat murakkab yoki aralash ferritlar eng yaxshi magnit xarakteristikalariga ega. Bu holda magnitmas ferritlarni oddiy magnit ferritlarga qo‘shib ishlatish mumkin. Masalan, oddiy rux va nikelp ferritlarning qattiq eritmasi aralash nikelp — rux ferritni hosil qiladi, uning ximiyaviy formulasi quyidagicha:
Ni_xZn_(1-x)Fe₂O₃
Keltirilgan formuladagi x material tarkibidagi nikelp oksidining molyar ulushini, (1—x) esa rux oksidining molyar ulushini anglatib, bu ulushlar yig‘indisi birga teng bo‘ladi.
Ferritlar keramika ishlab chikarish texnologiyasi bo‘yicha tayyorlanadi, ya’ni ma’lum nisbatda olingan boshlang‘ich ku­kunsimon metall oksidlari tegirmonda maydalab chiqariladi. Bu maydalab tuyilgan kukunlar aralashmasi briketlar tar­zida presslanadi, ular pechlarda birinchi marta qizdirib kuydiriladi. Kuydirib pishirilgan briketlar tuyib talkon qilinadi va hosil bo‘lgan mayin dispersiyalangan kukunga biror plastifikator, masalan, polivinil spirti qo‘shiladi. Olingan massadan ferrit buyumlar (o‘zaklar, xalkalar) presslab tayyorlanadi, so‘ng ular 1000—1400°S temperaturada kuydiriladi. Hosil qilingan mo‘rt qattiq buyumlarni (ko‘proq qora rangda) faqat silliqlash mumkin.
REA da aralash magnit — yumshoq ferritlar: nikelp — rux, marganes — rux, litiy — rux ferritlar ko‘p ishlatiladi. Ferritlarning shartli belgilari: NN — nikelp—rux, NM— marganes — rux, VCh — yuqori chastotali litiy — rux, SCh — o‘ta yuqori chastotali, VT — to‘g‘ri burchakli gisterezis sirtmog‘iga ega. Harfiy belgilar oldidagi raqamlar boshlang‘ich magnit singdiruvchanlikning o‘rtacha qiymatini 24-rasm bildiradi. O‘ta yuqori chastotali ferritlarning markalaridagi bunday raqamlar to‘lkin uzunligining o‘rtacha qiymatini (sm), gisterezis sirtmog‘i to‘g‘ri burchakli bo‘lgan ferritlarda esa koersitiv kuchni (A/M) bildiradi. Masalan, 4000 NM — boshlang‘ich magnit singdiruvchanligi 4000 ga teng bo‘lgan marganes—rux ferrit; 150 VCh — boshlang‘ich magnit singdiruvchanligi 150 ga teng bo‘lgan yuqori chastotali ferrit. Ferritlarning qo‘shimcha xarakteristikalari: zichligi 3800—5000 kg/m³; KTR= (512)10^-6 1/°S; g‘ovakligi 1—15%. 46- rasmdan ko‘rinib turibdiki, ferritlar metall mag­nit-yumshoq materiallarga nisbatan kichik to‘yinish induksiyasiga ega, shu sababli ulardan kuchli maydonlarda foydalanish yuqori samara bermaydi. Shunday ferritlar borki, masalan, NMS ferritlar ular katta to‘yinish induksiyasiga ega. 18-jadvaldan ko‘rinib turibdiki, ferritning boshlang‘ich magnit singdiruvchanligi qancha kichik bo‘lsa, undan shuncha keng chastotalar diapazonida foy­dalanish mumkinligi ko‘rinib turibdi.
Ferritlarning afzalligi shundan iboratki, keng chastota­lar diapazonida magnit xarakteristikalari barqaror, uyurma toklarga kam energiya isrof bo‘ladi, elektromagnit to‘lqinning so‘nish koeffitsienti kichik shuningdek, ferrit buyumlarni tayyorlash oson. Ferritlar ham barcha magnit materiallar kabi, faqat Kyuri temperaturasi T_k gacha o‘zining magnit xossalarini saqlaydi. Tarkibi turlicha bo‘lgan ferritlar uchun T_k ning qiymati keng oraliqda yotadi: 70° dan 500⁰S, gacha SVCh (O‘YuCh) apparaturalarda metall magnit material­lar va past chastotali ferritlar (nikelp - rux va boshqa ferritlar) solishtirma elektr qarshiligi kichikligi sababli qo‘llanilmaydi, aks holda uyurma toklarga sarflanadigan energiya yo‘qolishlari ortib ketadi.
SVCh (O‘YuCh) texnikasida polikristall va monokristall ferritlar qo‘llaniladi. Polikristall ferritlar qatoriga litiyli (10SCh9), magniyli, nikelli va boshqa ferritlar kiradi. Ferritlarning bu guruhi SVCh (O‘YuCh) diapazonida katta solishtirma elektr qarshilikka (10⁸—10¹⁰ OMm) va barqaror magnit xarakteristikalarga ega. Solishtirma elektr qarshiligi katta va dielektrik isroflari kichikligi bilan farqlanuvchi ferrit granatlar SVCh (O‘YuCh) texnikasida keng qo‘llanadi.

Doimiy magnitlar tayyorlash uchun magnit-qattiq ferritlardan foydalaniladi, ulardan bariyli ferritlar VaO6F₂O₃ ko‘p ishlatiladi. Bariyli ferritlar magnit-yumshoq ferritlardan farqli ravishda kub tuzilishga emas, balki geksagonal kristall tuzilishga ega bo‘lib, magnit anizotrop xususiyatga ega, bu esa mazkur ferritning koersitiv kuchini oshiradi. Bariyli ferritlar, tuzilishiga ko‘ra ixtiyoriy joylashgan kristall zarrachalar to‘plamidan tashkil topgan po­likristall materiallardan iborat, bu esa barcha yo‘nalishlarda ferritning bir jinsliligini bildiradi. Bu ferrit­lar izotrop hisoblanadi (BI markali).

9-jadval
Agar presslab magnit tayyorlash jarayonida kukunsimon massaga kuchlanganligi katta (N800 kA/M) tashqi magnit maydoni ta’sir ettirilsa, kristall zarrachalar bir yo‘nalishda joylashib qoladi. Shunday usulda tayyorlangan bariyli magnitlar anizotrop bo‘ladi (BA markali), ular o‘choqda qizdirib yumshatilgandan so‘ng izotrop magnitlarnikiga nisbatan magnit xarakteristikalari yuqori bo‘ladi. Bariyli ferrit­lardan tayyorlangan magnitlar katta solishtirma elektr qarshilikka (10³—10⁶ Omm) ega. Foydalanish qulay bo‘lishi uchun bariyli magnitlarning uzunligi ko‘ndalang kesimiga nisbatan qisqarok tanlanadi.
Bariyli ferritlar magnit xarakteristikalarining barqarorligi bilan farq qiladi, biroq ular temperaturaning keskin o‘zgarishiga sezgir.
10-jadval

Ular tanqis bo‘lmagan kukunsimon materiallar—temir oksidlari (Fe₂O₃) va bariy, karbonat (VaSO₃)lardan keramika tayyorlash texnologiyasi bo‘yicha tayyorlanadi. Bariyli ferritlardan tayyorlangan magnitlar temir — nikelp — aluminiy qotishmalari va boshqa metall materiallardan tayyorlangan magnitlarga nisbatan ancha arzon.
Hamma ferritlar juda mo‘rt bo‘ladi, shuningdek magnit xossalari temperaturaga va mexanik ta’sirlarga bog‘liq. Bu ularning kamchiligi hisoblanadi. Ferritlar magnit yarim o‘tkazgich hisoblanadi, demak temperatura ortgan sari ularning solishtirma elektr qarshiligi kamayadi, bu esa uyurma toklarga ketadigan energiya sarfini orttiradi. 19- jadvalda keng qo‘llaniladigan bariyli ferritlarning asosiy xarakteristikalari keltirilgan.

Adabiyotlar:

1)K.P.Bogorodiskiy, V.V.Pasinkov, “Elektrotexnicheskiy materiali”1985g

2)I.Xolikulov,M.M.Nishonova”Elektron texnika materiallari“ Toshkent shark 2006y
3)N.V.Nikulin, V.A.Nazarov ”Radiomateriallar va komponentlar “ Toshkent