автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Научные основы технологии поликонденсационного наполнения магнитопластов и переработки их в изделия различного функционального назначения

На правах рукописи

АРТЕМЕНКО Александр Александрович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИКОНДЕНСАЦИОННОГО

НАПОЛНЕНИЯ МАГНИТОПЛАСТОВ И ПЕРЕРАБОТКИ ИХ В ИЗДЕЛИЯ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.17.06 - Технология и переработка полимеров

и композитов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Саратов 2003

Диссертация выполнена в Технологическом институте Саратовского государственного технического университета

Официальные оппоненты

■ доктор химических наук, профессор Кербер Михаил Леонидович

- доктор химических наук, профессор Кособудский Игорь Донатович

■ доктор технических наук, профессор Макаров Валерий Глебович

Ведущая организация -

Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского

Защита состоится 20 июня 2003 г. в 15й® часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.09 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 423100, г.Энгельс, пл. Свободы 17, Технологический институт Саратовского государственного технического университета.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научно-технической библиотеки Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан <$Р » мая 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Ефанова В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Разработка современных устройств, принцип действия которых основан на использовании энергии магнитного поля (электродвигатели, генераторы, магнитные муфты, клапаны и вентили, линейные приводы, магнитные фокусирующие системы и др.), создаваемого постоянными магнитами, невозможна без применения новых материалов, обеспечивающих наилучшие эксплуатационные характеристики.

Магнитопласты (МП), являясь постоянными магнитами и обладая технологическими преимуществами полимерных материалов - простотой формования сложных по форме и миниатюрных изделий, возможностью соединения с другими материалами в процессе изготовления, позволяют создавать устройства с высокими эксплуатационными характеристиками. Однако в нашей стране объемы производства МП не удовлетворяют растущие потребности отечественной промышленности.

В первую очередь это связано с тем, что недостаточно разработаны научные основы создания высокоэффективных МП. Теоретические представления о структуре и свойствах, технологических принципах, рациональном проектировании изделий и конструкций на основе МП находятся на начальной стадии, отсутствуют необходимые многолетние наблюдения различных изделий из МП в эксплуатационных условиях, не разработаны методы модификации таких материалов в соответствии с их функциональным назначением. Анализ работы большинства изделий из современных МП показывает необходимость установления четкой связи между фгоико-химией и технологией материала, конструированием и технологией переработки МП в изделия.

В равной степени это относится и к новым технологиям, в том числе к новым интеркаляционным системам. Для создания таких материалов применяются мономеры, традиционно используемые для получения сетчатых полимеров, в том числе взаимопроникающих сеток.

В связи с расширяющимся спектром применения МП и их высокой эффективностью становится актуальной проблема создания современной технологии, обеспечивающей необходимое качество и стоимость изделий, а также рециклинг сырьевого потока. , ^

БИБЛИОТЕКА

С.Петербург

п» ■»•гл ■ ■ »."•/ (. 1

Актуальность проблемы подтверждается также тем, что исследования и разработки в этом направлении проводились по госбюджетным темам и поддерживались грантами Минобразования РФ (2001-2003 гг.)

Цель и основные задачи Цель диссертационной работы - создание наукоемкой технологии получения МП с повышенными магнитными и физико-механическими характеристиками и переработки их в изделия специального назначения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

разработать основы интеркаляции мономеров и синтеза фенолоформальдегидного олигомера непосредственно в структуре магнитного наполнителя, описать механизм взаимодействия «полимерное связующее - магнитный наполнитель» и определить образующуюся микроструктуру МП;

щучить взаимосвязь «структура-свойства» сформованных МП и пути их модификации;

определить параметры формования изделий из полученной пресс-композиции, изучить магнитные, физико-химические и механические характеристики разработанного материала;

исследовать эффективность различных методов модификации МП, повышающих их рабочие характеристики;

разработать новые процессы, повышающие технологичность производства изделий из МП;

апробировать в производственных условиях изделия из разработанных МП и определить их конкурентоспособность по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами.

Научная новизна выполненной работы заключается в том, что впервые: 1) разработана технология поликонденсационного наполнения МП, основанная на интеркаляции смеси мономеров в пористую структуру магнитного дисперсного порошка (МДП), что обеспечивает равномерное распределение частиц магнитных порошков в объеме материала, и, как следствие, значительное повышение магнитных, прочностных и электрических свойств, термо- и хемостойкости по сравнению с МП, сформированными методом традиционного механического смешения;

2) теоретически обоснованы и изучены закономерности интеркаляции смеси мономеров в объем МДП, что позволило установить взаимосвязь «структура - свойства» МП и изделий на их основе;

3) доказано влияние на структуру и свойства МП химического и фракционного состава, дисперсности и пористости исходных магнитных порошков, коэффициента объемного наполнения, что позволяет управлять процессами инггеркаляции мономеров и физико-химическим взаимодействием в системе «МДП-полимерное связующее»; определены технологические параметры, обеспечивающие необходимые свойства МП;

4) показан эффективный путь повышения интеркаляции мономерной смеси в структуру МДП путем модификации этой смеси малыми добавками олигооксипропиленгликоля и капролактама, что обеспечивает достаточную гомогенизированность и высокие физико-механические и эксплуатационные свойства МП;

5) установлена возможность совершенствования структуры МП путем модификации поверхности исходных МДП отжигом и текстурированием в магнитном поле, а также гибридизацией порошков Ш-Ре-В с Ре20з;

6) разработаны критерий применимости МДП для МП различного назначения и метод намагничивания магнитов из МП при повышенной температуре, которые позволяют эффективно намагничивать миниатюрные многополюсные магниты.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Установлены закономерности формирования структуры МП, полученных по интеркаляционной технологии, позволяющие повысить качество разработок новых устройств и приборов, использующих энергию магнитного поля.

2. Разработана и реализована в объеме мелкосерийного производства технология высокоэффективных постоянных магнитов из МП, устройств на их основе, используемых в автомобильной, медицинской, электротехнической отраслях промышленности.

3. Разработана методика выбора машитотвердого материала для МДП, обеспечивающая повышение технологичности производства изделий из разработанных МП.

4. Усовершенствована методика намагничивания малогабаритных

многополюсных постоянных магнитов из МП, позволяющая в условиях дефицита мощности намагничивающего оборудования осуществлять «глубокое реверсивное промагничивание» магнитов для повышения их магнитных характеристик.

5. Изготовленные по разработанной технологии изделия (кольцевые, секторные и многополюсные магниты) внедрены и использованы на предприятиях: ОАО «Ростовский оптико-механический завод» (г.Ростов Великий Ярославской обл.); завод топливных фильтров «Волга» (г.Энгельс Саратовской обл.); НТЦ «Авангард» (г.Саратов); НПФ «Магникон» (г.Саратов); ООО «СЭПО-ЗЭМ» (г.Саратов); ЗАО «Кировский машиностроительный завод им. Лепсе» (г.Вятка).

6. Учебное пособие и методические разработки автора, созданное им оборудование используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Технология полимерных композиционных материалов».

Достоверность и обоснованность научных положений, методических и практических рекомендаций, полученных результатов и выводов подтверждаются экспериментальными данными, полученными с применением комплекса современных взаимодополняющих методов исследования: рентгеноструктурного и термогравиметрического анализа, инфракрасной и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, растровой и туннельной электронной микроскопии, рефрактометрического метода ртутной порометрии, дифференциальной сканирующей калориметрии, стандартных методов испытания магнитных, прочностных и технологических характеристик. Разработанная технология получения МП и переработки их в изделия прошла апробацию на действующих промышленных предприятиях.

Положения, выноснмые на защиту:

1. Физико-химический механизм взаимодействия МДП различного химического состава и строения при формировании МП по интеркаляционной технологии;

2. Взаимосвязь структуры и свойств МП как новых штгеркаляционных систем;

3. Методы эффективного повышения магнитных и прочностных характеристик МП модификацией полимерного связующего, МДП и

' формуемого изделия;

4. Новая наукоемкая технология, включающая все стадии процесса: i пропитка МДП мономерами, синтез полимерного связующего в

структуре МДП, сушка и таблетирование пресс-композиции, формование изделия, намагничивание готового изделия.

5. Новые решения по проектированию и намагничиванию изделий из разработанных МП.

Личное участие автора являлось основополагающим на всех стадиях создания научного направления по формированию МП методом поликоцценсационного наполнения, их модификации различными методами. Автором определены направления и задачи исследований, обеспечено оснащение лаборатории необходимым оборудованием.

Автор является основным разработчиком теории, технологии МП и переработки их в различные изделия, организатором их мелкосерийного производства и испытаний в эксплуатационных условиях. Им лично разработаны технические условия на материал и изделия из магнитопластов, а также основные положения патентования технологии поликонденсационного наполнения. Отдельные исследования и эксперименты были проведены под руководством автора в других организациях

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях: «Высокие технологии в машино- и приборостроении», г.Саратов, 1993; «Благородные и редкие металлы», г.Донецк, 1994; «IX Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии», г.Москва, 1995; «П1 Российско-китайский симпозиум. Актуальные проблемы современного материаловедения», г.Калуга, 1995; «Использование достижений науки и техники в развитии городов», г.Москва, 1996; «Будущее за композитами», г.Набережные Челны, 1997; «Благородные и редкие металлы», г.Донецк, 1997; «Наукоемкие химические технологии», г.Ярославль, 1998; «Слоистые композиционные материалы»,

г.Волгоград, 1998; «Новые материалы и технологии», г.Москва, 1998; «Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов-21 век», г.Москва, 2001; «Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология», г.Саратов, 2001; «Актуальные проблемы электронного приборостроения», г.Саратов, 2002.

Образцы разработанных МП демонстрировались на 4 Российских выставках: «Технопарки. Инновация. Конверсия (Уфа, 1996); «Высшая школа России: конверсия и приоритетные технологии» (Москва, 1996); «Наука и техника - городу» (Москва, 1997); «Нижегородская ярмарка» (Нижний Новгород, 1997); и 5 Международных выставках: «Достижения вузов России» (Аргентина, 1997); «Инновация - 97» (Лейпциг, 1997); «Ярмарка» (Ганновер, 1997); «Вузы России» (Бразилия, 1997); «Вузы России» (Испания, 1997).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 47 работ, в том числе 14 статей в центральных периодических изданиях, 3 статьи в отраслевых журналах, 24 статьи в сборниках научных трудов, получено 2 авторских свидетельства, 1 патент, 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, семи глав, основных итогов и выводов, списка использованной литературы из 233 наименований, 10 приложений и содержит в целом 248 страниц, включая 39 рисунков и 35 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Разработка интеркаляционной технологии МП способом пол и конленсацнонного наполнения

В настоящее время при производстве МП применяется традиционный смесевой способ, в основе которого заложен принцип смешения МДП с готовым полимерным термопластичным связующим или с термореактивными смолами. Московский институт материаловедения и эффективных технологий (ИМЭТ) в последние годы разрабатывает способ микрокапсулирования частиц МДП в полимере методом осаждения

полимера из раствора; институт химфизики РАН - способ полимеризационного наполнения МП ' Недостатком известного смесевого и разрабатываемых способов

микрокапсулирования является неоднородность сформированной ' композиции за счет образования агрегатов из отдельных частиц МДП и толсшх полимерных прослоек между ними. В результате - пониженные магнитные свойства готовых изделий.

Более эффективной в технико-экономическом плане является технология поликонденсационного способа наполнения. Согласно этой технологии, при приготовлении композиций применяются мономеры, традиционно используемые для сетчатых полимеров, например, фенол, формальдегид с добавкой катализатора ЫаОН. Эти компоненты смачивают поверхность частиц МИЛ и интеркалируют (внедряются) внутрь частиц через поры и трещины. При дальнейшем синтезе я отверждении в ходе поликонденсации в структуре высокодисперсного магнитного порошка формируется гибрид металла и органического сетчатого полимера с ориентацией по рельефу поверхности пор и самой частицы МДП.

Рельеф поверхности поры в частице МДП

_Пленка сетчатого полимера на частице МДП

Как в МДП, так и в мономерах содержатся функциональные группы, способные к химическому и физическому взаимодействию. Подтверждением химического взаимодействия ИДОе-В с полимерным связующим являются также результаты исследования методами ИКС с использованием спектрофотометра «Эрекогд М-80» и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС). Уменьшение полосы 1360 см"1, характерной для колебаний ОН-групп фенольного кольца, доказывает вступление в реакцию фенольного гидроксила, а уменьшение полосы в области 1490-1460 см'1 свидетельствует об образовании в структурной сетке простых метиленовых мостиков Я-СНг-Я. Резкое снижение в МП интенсивности полос поглощения 3400 см"1 и 1230 см"1 доказывает

уменьшение количества непрореагировавнгах функциональных ОН-групп в олигомере в результате их взаимодействия с активными центрами в сплаве Nd-Fe-B. Спектры РФС, отраженные на рис.1, показывают различное положение пиков с энергией связи соответствующих соединений: 707,2 эВ соответствует соединению Fe-Fe в магнитном сплаве; 710,8 эВ соответствует состоянию Fe в соединении с бензольными кольцами; 711,9 эВ отвечает химическим связям Fe в соединении Fe203; 708,9 эВ соответствует состоянию Fe в соединении РезС и FeO. Наличие всех составляющих в суммарном экспериментальном спектре подтверждает химическое соединение магнитного наполнителя через атомы Fe с полимерным связующим. 10

6 I

о

Е, эВ

Рис. 1. Спектры РФС, отражающие расположение пиков с различной энергией связи на на границе раздела Ш-Ре-В и ФФО О различной активности к взаимодействию с ФФО разных по природе МДП свидетельствует величина <гсдв. МП - косвенная характеристика адгезионной способности магнитных порошков: для БгО-бРегОз - 21,5 МПа, Ва0-6Ре203 - 18,0 МПа, М-Ре-В - 5,0 МПа. Поэтому, возможно, реакция протекает с образованием

гетерометаллических полимеров: ОН

О-

нон2<

НОН2С

:н2он

А

X/

СН2ОН (Фенолоспирты)

(МДП)

м2 —

^CH2-Mi-M2-Mj

V

СН2—

Mi

Мз

I

Mj

При синтезе меняется химический состав наполненного 90% масс. М-Ре-В фенолоформальдегидного олигомера (ФФО): содержание СНгОН уменьшается с 19 до 18%, ОН - с 13 до 7%, свободного фенола - с 1,3 до 0,4%.

Таблица 1

Влияние способа наполнения на характеристики МП

Показатели Смесевой Поликонденсационный

1. Плотность, кг-м"3 5800/3600 6500/3800

2. Прочность при межслоевом сдвиге, МПа 5,0/18,6 9,0/30-36

3. Остаточная магнитная индукция, В,, Тл 0,4/0,11 0,5-0,6/0,15-0,18

4. Коэрцитивная сила по индукции,Н», кА/м 206/84 320/-

5. Максимальное энергетическое произведение (ВНХ»*, кДж-м'3 32/2,56 48-56/4,5-6,5

6. Удельное объемное электросопротивление ру, Омм 50/2,0-1010 20/46,3-10*

7. Рабочая температура эксплуатации, °С 120 120

8. Хемостойкость бензо- и маслостойки

Примечание: числитель -материал на основе Nd-Fe-B;

знаменатель - материал на основе ВаО 6ГетО;.

В процессе синтеза происходит окисление МДП, что также вносит изменение в формирование структуры металлополимера. Суммарным эффектом является усиление адгезии как за счет образования химических и водородных связей между звеньями макроцепи и оксидной пленкой, так и вследствие «затекания)) олигомера в поры и дефекты с образованием тонкой ориентированной по рельефу поверхности полимерной пленки. Образование продуктов взаимодействия функциональных групп интеркалированного олигомера с МДП сопровождается повышением структурирования матрицы, ведущего к росту магнитных, электрических и механических характеристик, термо- и хемостойкости МП (табл. 1). 1.1. Влияние размера дисперсных частиц МДП на свойства МП

Удельная поверхность быстрозакапенного сплава Nd-Fe-B марки НМ-20Р составляет 150 м2/кг; феррита бария Ва0-6ре20з-280 м2/кг; феррита стронция Sr0-6Fe2O3 - 360 м2/кг. Сплав Nd-Fe-B характеризуется полвдисперсностью с содержанием частиц по фракциям: 140 мкм-11,0%; 315мкм-86,6%; 630 мкм-1,9%; 1250 мкм-0,5%. По данным порометрического

анализа применяемые порошки имеют различную пористость (табл.2). Поэтому предельная величина адсорбции полимера такими порошками в значительной мере различается: для Ш-Ре-В-1,5-107 мг/м2, для Ва0-6ре203 - 2,5-107мг/м2, для БЮ-бРегОз - 3,М07 мг/м2. Суммарное влияние дисперсности и пористости частиц проявляется в свойствах МП (табл.3).

Таблица 2

Порометрический анализ магнитных порошков

Вид образца VI см5/г Объем и % содержание пор с радиусами Радиусы преобладающих пор, мкм

>1мкм 1-0,1 мкм 0,1-0,02 мкм <0,01 мкм

см'/г % см'/г % см7г % см'/г %

Сплав Ш-Ге-В 0,135 0,002 1,5 0,004 5,0 0,004 5,0 0,125 88,5 0,01

ВаО-•6Ре2Оз 0.148 0,002 и 0,098 66,3 0,043 29 0,005 3,4 0,018 0,07 0,45

БгО-•бРегОз 0,332 0,012 0,18

К-г - суммарный объем пор.

Таблица 3

Зависимость свойств МП, полученного смесевым способом,от размера частиц Ш-Ре-В

Характеристики Размеры частиц, мкм

Сплав без фракционирования 315 140

В,, Тл 0,32 0,3 0,2

ру, Ом'м 50-69 42 40

а«»., МПа 5,0 7,0 10

Магнитные свойства на основе исходного порошка, не подвергнутого фракционированию, более высокие и снижаются по мере уменьшения размера частиц в результате окисления их поверхности. Прочностные и электрические свойства, наоборот, возрастают по мере уменьшения толшины полимерной прослойки между мелкими частицами. Наблюдается прямая зависимость прочности МП от величины адсорбции и удельной поверхности исследуемых гидрофобных ферромагнитных наполнителей. Наличие на поверхности ферритов и сплава Ш-Бе-В активных центров с высокой поверхностной энергией обусловливает межфазное взаимодействие.

1.2. Влияние состава композиции на свойства МП

Композиция формируется из двух составляющих: дисперсного магнитного порошка (МДГГ) и полимерного связующего, роль которого сводится к обеспечению монолитности структуры, равномерности и одновременности восприятия внешних воздействий частицами магнитного наполнителя. При повышенном содержании полимерной составляющей композиция обладает большей текучестью при формировании изделий, монолитностью и прочностью, хорошим внешним видом изделий, гладкой поверхностью. Но магнитные и электрические свойства снижаются по мере увеличения содержания полимера, являющегося диэлектриком.

При смешении МДП с готовой смолой ФФС однородное распределение частиц в системе практически не достигается. При поликонденсационном наполнении, в результате которого сочетаются одновременно синтез полимерного связующего в частицах МДП и стабилизация капсулированных частиц в полимерной матрице, образуются относительно равномерные пресс-порошки для формирования из них изделий разной конфигурации. С учетом себестоимости МП и их качества содержание полимера в структуре должно быть оптимальным (табл.4).

Таблица 4

Влияние содержания М-Бе-В в композиции на магнитные характеристики МП

поликонденсационного способа наполнения

Содержание полимера в КОМПОЗИЦИИ, % масс^ % обдемя Характеристики МП

Остаточная магнитная индукция, Вг, Тл Коэрцитивная сила по намагниченности, Ном, кА-м"1

10/40 0,58 410

13/45 0.53 410

15/50 0,48 380

17/55 0,44 410

Например, при содержании <10%масс полимера в композиции формуемость кольцевых МП неудовлетворительна - кольцо или раскалывается, или поверхность его настолько шероховатая, что отслаиваются частицы МДП при соприкосновении с поверхностью другого тела. Коэрцитивная сила при таком соотношении МДП и полимера практически не изменяется, а определяется главным образом химической

природой, технологией изготовления и строением частиц сплава Ш-Ре-В и находится на уровне 400-410 кА/м3.

Так, использование МДП из Ш-Бе-В, имеющих одинаковый химический состав, но различающихся по легирующим добавкам, удельной поверхности и магнитным характеристикам, показало, что полученные по интеркаляционной технологии МП характеризуются близкими значениями Вг=0,47-0,55 Тл (рис.2) и резко различаются величинами Ном, так же как и исходные МДП.

0,6 М*„Вг>Тл

0,5 Производители МДП:

0,4 1 -ВНИИНМ-Прогресс г.Москва;

0,3

0 2 2- НПФ «Эрга» ' г.Калуга;

п°>г

*и.3- Ашияский

кА/м 0 меткомбинат

-1200 -1000 -800 -600 -400 -200

Рис. 2 . Кривые размагничивания МП при содержании 85%шсс сплава Ш-Ре-В 1.3. Синтез полимерного связующего в структуре МП

Для формирования полимерного связующего используются исходные мономеры - фенол и формальдегид с добавкой катализатора ИаОН. В пропитанном этой реакционной смесью магнитном порошке при Т=90°С происходит синтез фенолоформальдегидного связующего с дальнейшей подсушкой в мягком режиме (Т=120°С) для удаления летучих соединений до состояния, при котором не нарушается требуемая текучесть в пресс-форме и равномерное распределение материала в изделии. При этом строго выдерживается соотношение «фенол : формальдегид : ЫаОН», т.к. формальдегид выступает как в роли сшивающего, так и в роли метилолирующего компонента (радикалы СНгОН).

При обработке мономерами происходит диффузия в поры, дефекты, пазухи магнитных порошков. При одинаковом соотношении олигомеров при смесевом (90% массовых) и поликонденсационном методах распределение полимерного связующего в среде магнитного порошка

различно. Естественно предположить, что наиболее прочно взаимодействие осуществляется в «монопленках» образующихся структур. Исследованиями реологических характеристик на ротационном вискозиметре «Полимер-1» показано (рис.3), что самым активным является 8г0-6Г'е20|, с которым продолжительность отверждения композиции достигается за 6 минут, в то время как с Ва06Ре2С>з - за 9,5 мин, а с Ш-Ре-В - за 11,5 мин; ФФО за исследуемый период не отверждается. В этом процессе проявляется каталитическая активность оксидов металлов 8г и Ва.

®слв. МПа

О 1 23456789 10 II 12

Рис. 3. Влияние различных наполнителей на кинетику отверждения МП на основе ФФС (Т=170°С; у=0,015 с'1; Р=70 МПа): I- сплав Ш-Ре-В; 2 -ЯгО бРе&з; 3- ВаОбРе/)з; 4 - ненаполнетый ФФО

На характер кинетических кривых отверждения влияет и способ формирования композиции: при поликонденсационном способе наполнения процесс сшивания полимерного связующего происходит в -1,8 раза быстрее из-за меньшей толщины монопленок, образовавшихся в процессе диффузии молекул мономерной смеси к активной поверхности МДП, чем это наблюдается при смесевом способе наполнения с готовым олигомером (смолой). Для синтезируемого ФФО в структуре МДП характерна высокая реакционная способность благодаря наличию 13% гидроксильных групп (-ОН) и 19,5% метилольных групп (-СН2ОН).

Имеет значение и жизнеспособность композиции, приготовленной методом поликонденсационного наполнения, характеризующая сохранение вязкотекучих свойств композиции до отверждения с формированием металлополимерной системы с сетчатым сшиванием.

Так, длительное хранение в течение 468 и 2000 ч пропитанных магнитных порошков не ухудшает способность к перерабатываемое™. Но под влиянием МДП процесс поликонденсации ФФО происходит даже при температуре окружающей среды; естественно, в большей мере за 2000 ч и в меньшей за более короткий период - 468 ч. Влияние способа совмещения магнитного порошка с полимерным связующим на механизм отверждения фенолоформальдегидной матрицы особенно наглядно демонстрирует метод дифференциально сканирующей калориметрии (рис.4).

1 - МП традиционного способа получения;

2 - МП поликонденсационного наполнения на основе ВаО бРе/?

Ступенчатая картина отверждения МП поликонденсационного наполнения свидетельствует, что более доступные реакционноспособные группы в системе олигомер - магнитный порошок взаимодействуют быстрее и интенсивнее уже при Т=100°С, а прослойка ФФО отверждается практически при той же Т=140-150°С, что и ненаполненная смола. 1.4. Влияние продолжительности синтеза ФФО из мономеров в структуре МДП Установлено, что при синтезе композиций на основе Ж-Ре-В в течение 25 мин обеспечиваются наиболее высокие значения всех изучаемых характеристик МП (рис.5); Вг увеличивается более чем в 2 раза по сравнению с синтезом в течение 5 мин, (ВН)т!,х и осдв - в 2,5 раза, р- на 15%. Более длительный синтез сопровождается заметным снижением указанных характеристик. Видимо, это связано с возрастанием внутреннего напряжения в структуре за счет более глубокой сшитости макромолекул в прослойках полимера.

100

80

60

40

■ '

/ / „

р/ршах" Ю0%

в/вггак- 100%

Ясдк./<Гслв.пшч" 100%

15 25 40 Время синтеза, мин

55

Рис. 5. Влияние продолжительности синтеза на характеристики МП на основе №-Ре-В 1.5. Формование магнитосодержащих композиций

Повышение производительности формования МП и технологического процесса в целом достигается за счет введения операции предварительного прессования заготовок - таблетирования. Из композиции при Т=60-90°С и давлении Р=0,4-0,55 МПа формуются заготовки МП необходимой массы, пригодные для хранения и транспортировки, а также легко загружаемые в пресс-форму.

Осдв, МПа 4

3,9

3,8

3,7

вг """

0"сдв

0,5

0,45

£ с ш

0,4

0,35

250

350

450 Р, МПа

550

650

Рис. б. Влияние давления формования на магнитные и прочностные характеристики МП на основе Ш-Ре-В Изучение влияния давления формования в диапазоне 200-700 МПа на магнитные и прочностные свойства МП (рис.6) позволило выявить оптимальную величину давления 300-500 МПа для композиций с разной

степенью наполнения и с быстрым нарастанием вязкости при температуре формования.

Дальнейшее повышение давления до 700 МПа не только не способствует улучшению магнитных свойств, а, наоборот, заметно снижает магнитную индукцию, видимо, в результате дробления частиц сплава и его окисления в процессе поликонденсации. Механическая прочность при сдвиге практически не меняется в исследуемом диапазоне. 1.6. Взаимосвязь структура-свойства МП, сформованных по мнтеркаляционной технология Наличие микро- и макродефектов в структуре МДП связано с особенностями их технологии, а также величины давления формования МП. Установлено, что повышенное давление формования 300-500 МПа приводит к уменьшению размеров кристаллитов в Ш-Ре-В примерно на 45-50А (табл.5).

Таблица 5

Средний размер кристаллитов (данные РСА)

Материал и А

Сплав Ш-Ре-В 461 457

МП шликомденсационнон) наполнения 418 416

Ингеркаляция мономеров и образовавшихся при синтезе олигомеров в такие дефекты с последующим переходом их в полимер приводит к «залечиванию» дефектов, а рельеф поверхности самих частиц, пор, трещин и других дефектов ориентирует) образовавшиеся микро- и макропленки полимера. Сформировавшиеся полиструктуры обеспечивают более высокие характеристики МП. Об особенностях структуры МП свидетельствуют результаты исследования образцов с применением растровой электронной микроскопии (РЭМ) (рис.7).

ЮМ изображения сколов образцов МП показывают относительную однородность расположения частиц МДП в объеме материала и четко выраженную ориентацию продолговатых частиц. Видно также, что поверхность частиц покрыта тонкой полимерной пленкой и прослойки полимера между частицами не превышают 0,5-1,5 мкм; трещины в частицах

МДП заполнены слоями полимера. Образовавшиеся полимерные пленки ориентированы по рельефу поверхности пор, трещин и самих частиц.

Рис. 7. РЭМ изображения структур МП состава: 90%иасс Nd-Fe-B и 10%^ ФФО: а - общий вид скола МП на основе Nd-Fe-B; б - вид участка в объеме МП; ]- трещины в частице МДП с различными по форме порами (пазухами): 2- полимерные слои различной толщины в пазухах частицы МЩ Распределение полимера в МП зависит от «фактора наполнения», который обеспечивает возникновение двух фаз в структуре материала:

- металлической из частиц МДП с включениями полимера;

- микрокапсулированных полимером поликристаллических частиц МДП.

Химическая структура МП задается составом компонентов МП и

окончательно формируется в процессе отверждения полимерного связующего в частицах МДП и на их поверхности. На основании этого можно утверждать, что внутри и на поверхности частиц в результате физико-химического взаимодействия с полимером образуются новые фазы, которые отличаются по составу, структуре и свойствам от чистого полимера и МДП.

Это свидетельствует, что в режиме прессования при Т = 150 — 170°С и давлении Р=300-500 МПа изменяется структура материала в результате изменения физического состояния и фазового состава магнитного наполнителя.

Суммарным выражением сформированной структуры под влиянием различных по химической природе и строению магнитных наполнителей, ее

а

б

микро- и макрогетерогенности является изменение в широком интервале характеристик МП при воздействии на него различных полей: теплового, электрического, магнитного. *

О формировании более однородной и сшитой структуры МП за счет химического и физического взаимодействия Ш-Ре-В свидетельствуют »

данные термогравиметрического анализа (табл.6).

Таблица 6

Характеристики МП на основе Nd-Fe-B, сформованных разными способами

Способ формирования композиций Потери массы, Лт, при 200/300°С Энергия активации термодеструкции, ккал/моль Тепловое старение при 100-120°С в течение 10 часов АВг,% Хемостойкость в течение И 50 часов ДВ/Лт, %

в бензине в минеральном масле

Поликонденсационный 0,5/1,0 47,8 -2 -3,8/-0,01 -3,5/-0,05

Смесевой 2,0/3,5 28,0 -15 - -

Видно, что при одинаковом содержании в материале полимера сформированные полиструктуры в самих частицах и между ними обеспечивают в 3 раза большую термостойкость МП по сравнению со смесевыми МП с «толстыми» прослойками полимера, в 7 раз большую теплостойкость и высокую хемостойкость в бензине и минеральном масле.

Установлено также, что сформированная структура МП поликонденсационного способа наполнения становится более электропроводной (табл.1).

В зависимости от химической природы МДП, вводимых в связующее, его содержания и способа формирования композиции МП имеют широкий диапазон электрических свойств - от диэлектриков (pv ~ Ю10 Ом-м) на основе Ва06ре20з до проводников (pv~ 101 Ом-м) на основе Nd-Fe-B.

Видимо, при контакте магнитного порошка с мономерами в щелочной среде и в дальнейшем при синтезе и отверждении в условиях воздействия повышенных температур 150 - 170°С и давления 300 -500 МПа происходит окисление с частичным растворением поверхностного слоя металла и его переносом в слой полимера. При этом происходит и перенос электрических зарядов ионами, свободными и слабо связанными электронами.

2.Модификация МП

Доказано, что дальнейшее совершенствование структуры и свойств МП, расширение их ассортимента и снижение стоимости может осуществляется различными методами модификации полимерной матрицы, дисперсных магнитных наполнителей и формируемой полимерной магнитной композиции. 2.1. Магнитное текстурироваиие

Сущность магнитного текстурирования в МП состоит в ориентации частиц магнитного порошка вдоль оси легкого намагничивания и структурных элементов полимерного связующего с образованием цепочечных структур под действием внешнего магнитного поля. При ориентации по силовым линиям магнитного поля образуется замкнутая система, которая после отверждения полимерного связующего фиксируется в МП. В результате уменьшается магнитное сопротивление в направлении намагничивающего поля (МП становится анизотропным). Данные ИКС показывают, что магнитное поле влияет на перераспределение электронной плотности фенольного соединения и механизм процесса отверждения в целом. Возрастает число метиленовых мостиков - сшивок между бензольными ядрами в макромолекулах резита, что увеличивает структурную однородность и в итоге прочность сформированного полимера.

С учетом различной геометрии формуемых изделий напряженность магнитного поля в пресс-форме составляла 6-10 кЭ (480-800 кА/м)±10%. Наложение магнитного поля осуществлялось в течение 15-13 с после загрузки и прогрева композиции (при 170°С в пресс-форме), что соответствовало ее вязкотекучему состоянию.

Текстурироваиие осуществлялось по двум схемам: 1) усилие прессования прикладывалось перпендикулярно ориентирующему магнитному полю; 2) направление магнитного поля совпадало с направлением прессования.

Установлено, что при перпендикулярном направлении формируется более совершенная текстура (табл.7), обеспечивающая существенное повышение исследуемых характеристик: Вг возрастает на 20 - 30%,

а стслв - на 40 - 60%. Это связано с формированием относительно ориентированной однородной структуры в полимерных прослойках и ориентации МДП под действием постоянного магнитного поля. Но с увеличением доли полимера в МП, например, с 10 до 13%масс эффект повышения магнитных характеристик снижается.

Таблица 7

Влияние магнитного поля на свойства МП смесевого наполнения

Вид наполнителя Характеристики

Вг,Тл (ВН)^, кДж/м3 огсда, МПа

М-Ре-В 0,4/0,55 32/60 5,0/8,0

ВаО- 6Ре20, 0,11/0,13 2,5/3,5 16,5/22,5

5г0-6Ре2О, 0,12/0,14 3/4 -

Примечание: числитель - исходное значение; знаменатель - после магнитного текстурирования.

Максимальные значения индукции насыщения достигаются в полях напряженностью не менее 6400 кА/м (80 кЭ). Следует учитывать, что быстрозакаленный сплав №-Ре-В характеризуется аморфно-кристаллической структурой с содержанием 40% аморфной части. Для МП из Ва06Ре203 и ЭтО-бРегОз напряженность намагничивающего магнитного поля составляет 640-690 кА/м, то есть на порядок ниже, чем для МП из сплава Ш-Ре-В.

22. Армирование изделий из МП арамидной нитью СВМ

При формовании тонких кольцевых магнитов из композиции, полученной поликонденсационным наполнением Ш-Ре-В, в ряде случаев усложняется их извлечение из пресс-формы без нарушения целостности. Для упрочнения эффективно применение сверхпрочной и высокомодульной арамидной нити СВМ, которая помещается в середину по толщине кольца при загрузке композиции в пресс-форму. Дальнейшее формование кольца осуществляется при оптимальном режиме: Т=170°С, Р=300 МПа, 1=1-2 мин/мм. Испытание армированных колец растяжением на разрыв показало, что прочность их возросла почти в 2 раза с 80 до 150 МПа без ухудшения магнитных характеристик.

Нить

23. Модификация полимерного связующего в составе МП

Модификация ФФО осуществлялась на стадии его синтеза в структуре Ш-Ре-В малыми добавками различной химической природы: олигооксипропиленгликоля (ООПГ), капролактама и кубового остатка (из мономерно-олигомерных компонентов) из производства ПА-6:

СН3 СНз СНз

I 1 I

ООПГ: НО- СН-СНг- (О -СН-СН2—)„—СН ~ СН2ОН ,п=12-14

Калрояактам-. ОС— (СН2)5—Ш

Роль таких добавок выражается в снижении вязкости синтезируемого ФФО, в повышении подвижности макромолекул, способности их полнее распрямляться по рельефу поверхности частиц, что в конечном итоге облегчает ориентированную сорбцию поверхностью, обеспечивает повышенную адгезию и физико-химическое взаимодействие. Например, введение в состав смеси мономеров легирующей реакционноспособной добавки ООПГ повышает на 60% предельную величину адсорбции ФФО с 1,5 • 107 до 2,5 • 107 мг/м2.

При введении 2% ООПГ асда увеличивается ~ на 40%, что свидетельствует об улучшении совместимости компонентов и адгезионного контакта в гетеросисгеме полимер - сплав Ш-Ре-В в присутствии функциональной добавки. Формирование более однородной, менее дефектной структуры МП при уменьшении толщины немагнитных полимерных прослоек позволяет повысить магнитные характеристики Вг и (ВНХшк на 15% (табл. 8). При введении в смесь мономеров низкомолекулярных добавок капролактама и кубового остатка в количестве 5 % от массы олигомера примерно в 1,5 раза увеличивается а^,, что обусловлено снижением вязкости синтезируемого связующего, улучшением пропитки всего объема пористого ферромагнитного наполнителя и, как результат, уменьшается дефектность структуры МП. Вклад этих добавок в

повышение магнитных свойств значителен: величина В, увеличивается на ~ 20%, а (ВН)шах на ~40%. Улучшается технологичность переработки композиций в изделия и их внешний вид за счет лучшей текучести и однородности пресс-порошков.

Таблица 8

Влияние модифицирующих добавок на свойства МП, наполненного сплавом Щ-Ге-В

Вид Содержание, Р. СГсдв, В,, (ВЩ™,

модификатора % (масс.) кг-м"5 МПа Тл кДж/м3

- - 5440/5100 3,7/3,0 0,40/0,35 32/25

оопг 2 5420/5200 5,0/4,5 0,46/0,37 42/28

Капролактам 5 5495 6,2 0,47 44

Кубовый

остаток 5 5480/4820 6,2/5,5 0,48/0,40 46/32

Примечание: содержание ФФО - /0% масс.: знаменатель - МП смесевого способа наполнения.

Отмечено, что введение в среду синтеза капролактама и кубового остатка приводит к увеличению содержания ОН-групп в синтезируемом ФФО, придавая ему повышенную реакционную способность и, как правило, резкое возрастание прочности при межслоевом сдвиге в МП. Следует отметить, что введение указанных модифицирующих добавок как на стадии синтеза, так и при традиционном способе смешения является эффективным методом улучшения магнитных и прочностных свойств МП. 2.4. Модификация магнитных наполнителей в составе МП

В последнее время для металлов получил развитие метод модификации воздействием взрыва, при котором создаются благоприятные условия для активации компонентов. Это представляется перспективным и для МП, так как открывает новые возможности регулирования их характеристик.

Активацию поверхности Ш-Ре-В проводили двумя способами: отжигом при Т=620 и 720°С в течение 1 часа в среде инертного газа и воздействием взрыва при скорости взрывной волны 320 и 590 м/с (табл.9). Активации взрывной волной подвергался и феррит бария.

Таблица 9

Влияние параметров модификации МДП на свойства МП * поликонденсационного наполнения

Свойства Сплав Ш-Ре-В ВаО-бРегОт

Т обжига, °С Взрыв при V, м-с'1 Взрыв при V, м-с"1

- 620 720 320 590 - 320 590

р, кг-м"1 5440 5580 5450 5390 5500 3900 3870 4430

В„ Тл 0,4 0,44 0,46 0,38 0,41 ОД 0,12 0,13

32 39 42 29 34 2 2,7 3,4

ас®, МПа 3,7 5,0 5,8 3,5 4,3 10,6 11,0 14,8

Отжиг сплава Ш-Ре-В при 720°С способствует существенному повышению магнитных свойств МП: Вг на 15%, стСД1, на 56% в результате удаления окисной пленки с поверхности частиц МДП, что повышает активность к взаимодействию с полимерным связующим. Взрыв при выбранных параметрах для сплава Ш-Ре-В оказывается мало эффективен, так как оголенная поверхность частиц (в результате взрыва) быстро окисляется.

Для ВаО-бРегОз модификация взрывом весьма результативна. Так, при скорости взрыва 590 м/с все исследуемые характеристики МП повышаются: Вг - на 30%, (ВН)тах - на 70%, сгсдв - на 40%, р-на 14%. Можно предположить, что такое улучшение магнитных и механических характеристик МП при модификации феррита бария взрывной волной (ударно-волновой активацией) связано с дроблением его частиц и усилением связи между ними.

2.5. Модификация состава путем гибридизации М-Ре-В

Для удешевления изделий из МП на основе дорогостоящего сплава Ш-Ре-В нами ведется поиск эффективных способов модификации магнитных наполнителей. Так, введение Ре203 в количестве до 5%масс. в состав Ш-Ре-В увеличивает асдв в 2,3 раза, р-на 15% и не ведет к заметному изменению магнитных характеристик (рис.8). При этом заметно улучшаются формуемосгь и внешний вид изделий из такой композиции.

При синтезе ФФО в присутствии Ре203 в большей степени снижается остаточное содержание свободного фенола, что может свидетельствовать о каталитической активности РегОз.

Содержание Ре207, "/¡ых*.

Рис. 8. Свойства МП, гибридизированного с Ре^Оэ

Суммируя результаты по модификации, можно сделать выводы:

1) введение в ФФО линейных гибкоцепных фрагментов в виде малых легирующих добавок повышает асимметричность и динамическую гибкость макромолекул, что способствует их лучшей растекаемосги по поверхности МДП, эффективному взаимодействию с их реакщгонноспособными группами и формированию структуры с большей сшитостью, что в итоге приводит к повышению магнитных и прочностных характеристик МП;

2) модификация МДП, их состава и поверхности открывает новые подходы к созданию МП с улучшенными свойствами. В дальнейшем планируется углубить и расширить спектр методов модификации МП для повышения КПД магнитных наполнителей и снижения стоимости изделий из МП.

3. Переработка МП 3.1. Критерии выбора МП для многополюсных магнитов

Особенно эффективным применением МП в технике является их использование в качестве кольцевых многополюсных постоянных магнитов в малогабаритных электродвигателях, что существенно улучшает их технические и массогабаритные характеристики. Дальнейшее развитие миниатюризации и повышение эксплуатационных свойств таких

электродвигателей сталкивается с проблемой намагничивания многополюсных магнитов и связано с необходимостью создания знакопеременных намагничивающих полей большой мощности в малых объемах. Одной из главных причин, затрудняющих намагничивание, является присутствие фаз магнитотвердого материала, коэрцитивная сила которых может значительно превышать коэрцитивную силу всего магнита.

Для решения этой задачи разработана методика выбора и контроля материала МП по характерным точкам предельной кривой размагничивания (рис.9).

Рис. 9. Предельная кривая размагничивания МП Для материала МП критерием максимально допустимого относительного содержания фаз, коэрцитивная сила по намагниченности которых выше некоторого значения Ноших, является параметр Дянтах ■

ДЯНоах = (Мг + МнстахУРМг),

где Мнстах - намагниченность на предельной кривой размагничивания при установленной напряженности Н=НСшш1К размагничивающего поля. Для изделий из МП различной формы этот параметр имеет вид:

АЯНгаах = (Мо + МномхУ(2Мо), где Мо - намагниченность намагниченного до технического насыщения магнита

В случае, если нет технической возможности определить ход предельной кривой размагничивания (магниты или их заготовки имеют сложную форму), то вместо измерения намагниченности можно проводить

измерения магнитного момента или магнитного потока любым из доступных методов.

3.2. Расчет параметров многополюсных кольцевых магнитов из МП

Контролируемыми параметрами многополюсных магнитов (рис.10) являются:

амплитудные значения нормальной составляющей магнитной индукции В„ над полюсами на расстоянии /г от них; азимутальная ширина зон, измеряемая по разности Д<ра азимутов

между нулевыми значениями В„ на том же расстоянии А.

■ /

Рис. 10. Модель многополюсного кольцевого магнита Удобным методом расчета многополюсных магнитов является использование их зарядовых моделей. Магниты при этом представляются в виде заряженных тел, одинаковых с моделируемыми по форме и размерам, объемные р,„ и поверхностные ат плотности зарядов в которых находятся как

р„= - ¡ио ¿Ь/М,

где Мп - составляющая намагниченности М на нормаль к поверхности.

При расчетах задавалось круговое распределение направлений М в объеме многополюсных магнитов. При этом йЬ)М=0, и поэтому можно принять равными нулю объемные плотности зарядов рт, рассматривая лишь поверхностные заряды ат.

Поверхностная плотность зарядов сгт в каждой из зон определяется, как:

где М - модуль намагниченности рабочего объема магнитов.

Получено выражение для магнитной индукции, создаваемой многополюсным магнитом у рабочей поверхности:

I о ~2

р,гЛсо.?(<рп - <р)

3

аф

+ рг„ -2Нр„лм(>„ ~<р)+г ]-

Разработанная модель позволяет оптимизировать размеры магнитов и осуществлять обоснованный выбор типа используемого МДП.

3.3. Многополюснос намагничивание магнитов из МП на основе сплавов К(1-Ре-В

Известно, что при повышении температуры коэрцитивная сила магнитных материалов снижается значительно быстрее намагниченности. Используя этот факт, намагничивание проводили при повышенной температуре.

Предварительный подогрев магнитов из МП до температуры 120 -150°С позволяет осуществлять многополюсное намагничивание при пониженном на 20% напряжении заряда конденсаторной батареи установки намагничивания (что соответствует снижению почти в 1,5 раза энергии намагничивающего импульса). При этом происходит увеличение на 3-5% амплитудных значений внешнего магнитного поля магнитов, что объясняется лучшим «промагничиванием» частей объема в области смены полярности полюсов. Магниты, намагниченные таким способом, обладают на 5-10% большей термостабильностью. Применение этого техпроцесса облегчает многополюсное намагничивание миниатюрных магнитов с использованием стандартного оборудования.

3.4. Сравнение разработанных МП с зарубежными и отечественными аналогами

Анализ представленных в табл.10 данных по разным МП свидетельствует, что разработанная интеркаляционная технология, базирующаяся на поликонденсационном способе наполнения, обеспечивает по сравнению с традиционным резкое повышение всех изученных характеристик МП: магнитных, прочностных, электрических, плотности; повышается термо- и хемостойкость. Исключением является неизменность значений коэрцитивных сил Нсв и Не, которые определяются составом,

Таблица 10

Сравнительные характеристики разработанных МП с зарубежными и отечественными аналогами

Вид наполнителя и связующего Характеристики

Способ форм-я р, г/см3 В„Тл Нем, кА/м (ВЩмх, кДж/м3

1 2 3 4 5 6

Разработанные

1. Nd-Fe-B + ФФО полис. 6,5 0,55-0,6 0,5-0,55 0,45 410 1050 760 52-75

2. Nd-Fe-B + ФФО смес. 5,8 0,42-0,52 420 35-55

3. Ba0*6Fc20, + ФФО полик. 3,8 0,18 104 6-8

4.ВаО*6Ре2Оз+ФФО смес. 3,6 0,11 104 2-3

5.Шлиф-пульпа из отходов пр-ва магнитов Nd-Fe-B+ ФФО смес. 6,5 0,28 400 15-18

Зарубежные аналоги

1. TROMADYM 60/1 Юр1'' Nd-Fe-B, анизотропн., Германия смес. 5,85 0,6 400 60

2. TROMADYM 60/70р" Nd-Fe-B, изотропный, Германия смес. 5,0 0,55 360 50

3. Neofer 37/60 Nd-Fe-B + ПА-6, Германия смес. - 0,48 600 37

4. FM&4510, изотропныйс,,) Ва-феррит, 12- Nylon, Япония смес. 3,45 0,15 87,6 4

5. FMG-9000, анизотропн. <") Nd-Fe-B +12- Nylon, Япония смес. 5,0 0,45 310 35

Отечественные аналоги

1 Нетмаг (Nd-Fe-B+ПА-б) ГП «Спецмагнит» г.Москва смес. - 0,48 320 38

2.0А0 «Композит» МП на основе Nd-Fe-B г.Москва'"*1 смес. 5,4 0,4-0,8 3201280 48-88

3.SK> 6Fe2Oi + ПА-6 ИМЭТ, г.Москва смес. - 0,23 195 10

Примечание: (*) - катало? фирмы Max Baermann GMBH "Plastic-bonded permanent magnets "; (**) - каталог фирмы Sumitomo Bakelite Co., Ltd.; (***)-рекламныit проспект.

химической природой и технологией МДП. Используемый нами МДП на основе быстрозакаленного сплава Ш-Ре-В разных марок характеризуется НсВ=280-500 кА/м, НсМ=410-1050 кА/м, которые мало изменяются в МП.

Закономерность возрастания всех исследуемых свойств МП при интеркаляционном формировании структуры отмечается не только в МП на основе Ш-Ре-В, но и при использовании феррита бария, что придает им конкурентоспособность по магнитным характеристикам с отечественными и зарубежными аналогами. Особо следует отметить, что го композиций поликонденсационного наполнения можно изготовлять изделия миниатюрных размеров с любой по сложности конфигурацией без механической обработки.

Проведены испытания различных изделий из разработанных МП в различных эксплуатационных условиях:

1) 1500 шт. кольцевых магнитов в конструкции серийного аппарата магниголазерного воздействия АМЛ ЛВ-20 «Изель-2», в газовых счётчиках и акустических системах переговорного устройства 25ПЭС-1 -8.

2) дисковых магнитных ловушек в бензофильтрах 1208-1117010-03;

3) сегментов в новых магнитных системах бензонасосов в режимах: стендовых и ходовых; испытания показали, что МП на основе сплава Ш-Ре-В работоспособны в условиях эксплуатации автомобиля ВАЗ-2109 и удовлетворяют требованиям к магнитным системам топливных насосов; обладают техническими преимуществами по сравнению с используемыми магнитами и рекомендуются к широкому использованию в конструкции бензонасосов.

Успешно проведены заводские испытания партий магнитов из МП: двенадцатиполюсных роторов для датчиков скорости автомобилей; секторных магнитов для моторедуктора автомобильного стеклоподъемника.

На базе СГТУ организовано экспериментальное производство МП.

Основные итоги н выводы 1. Разработаны научные основы новой технологии магнитопластов, базирующиеся на инггеркаяяции смеси мономеров фенола и формальдегида в структуру магнитных дисперсных порошков (МДП) с формированием при дальнейшем синтезе и реакции отверждения тонких полиструктур сетчатого полимера в порах, дефектах и на поверхности частиц МДП, что обеспечивает гомогенность композиции и изготовление миниатюрных изделий сложной конфигурации с высокими магнитными, механическими и

физико-химическими свойствами. Так, синтезированные на основе сплава Ш-Ре-В МП характеризуются: Вг==0,5-0,6 Тл, 1^=410-1050 кА/м, (ВН)гшк=56-75 кДж/м3, осда=8-9 МПа, р=5700-6500 кг/м3, ру=20 Омм, хемо- и термостойкостью.

2. Впервые определены закономерности взаимодействия полимерного связующего с МДП, заключающиеся в:

- способности частиц МДП образовывать химические и физические связи с интеркалированным в поры и поверхность полимером, ограничивая подвижность молекулярных цепей либо их сегментов;

- ориентации макромолекул полимера по рельефу поверхности частиц, повышающей когезионное и адгезионное взаимодействие; внедрение полимера в объем частицы и образование тонкой полимерной пленки на ее поверхности приводит к изменению свойств образовавшихся прослоек полимерной матрицы в частицах МДП;

- повышении реакционной способности, скорости взаимодействия и увеличении степени отверждения полимерного связующего, что обеспечивает повышенные термостойкость и основные характеристики МП по сравнению с традиционным (смесевым) способом формирования МП;

- уменьшении размеров доменов, кристаллитов в Ш-Ре-В на 50А в результате проникновения мономеров и низших олигомеров в структуру частиц МДП при воздействии внешнего давления свыше 300 МПа и возникновении внутреннего давления за счет выделяющихся продуктов поликонденсации;

- зависимости свойств МП от химического состава, структуры и технологии МДП (Ш-Ре-В, ВаО • 6Ре203, 5гО • 6Ре203), соотношения компонентов в композиции, условий синтеза полимера и формирования МП. Так, при содержании МДП 85-90%*»*., полимера 10-15%|ШСС. МП сочетают преимущества МДП (высокие значения Тс и магнитные свойства) и полимера (механическая прочность, простота переработки из-за повышенных реологических свойств, устойчивость к воздействию температуры и химических сред).

3. Разработанные научные основы привели к созданию новых подходов к

совершенствованию структуры и свойств МП, расширению их ассортимента и снижению стоимости путем модификации полимерной матрицы, МДП и формуемой полимерной магнитной композиции. При этом установлено:

- модификация ФФО на стадии синтеза малыми добавками ООПГ, капролактама и кубового остатка в количестве 2-5% от массы олигомера повышает Вг на 15-20%, (ВН)тах - на 12-40%, осдв - на 40-80%;

гибридизация Ш-Ре-В добавкой до 5% Ре20з позволяет увеличить прочностные характеристики в 2-2,5 раза и снизить стоимость МП на 5-7%;

- термообработка Ш-Бе-В при 720°С увеличивает Вг на 15%, аа - на 60%;

- текстурирование композиций на стадии формования изделия увеличивает Вг на 20-30%, ссдв - на 40-60%;

- армирование тонкостенных изделий арамидной нитью увеличивает прочностные характеристики в 1,8-2 раза.

4. Разработаны критерии выбора МДП на основе анализа их гистерезисных характеристик, что приводит к повышению магнитных параметров и термостабильности МП и изделий го них.

5. Определены параметры технологического процесса, включающего модификацию пропиточного раствора мономеров или МДП, таблетирование пресс-композиции и текстурирование при прессовании изделия.

6. На основе теоретического обоснования и комплексного изучения закономерностей интеркаляции мономеров в структуру МДП доказано, что технология поликонденсационного наполнения является новым перспективным направлением в полимероведении для получения МП с повышенными свойствами: магнитными, прочностными, электрическими, хемо- и термостойкими. При этом используются самые дешевые и доступные мономеры и катализатор, а также МДП различного химического состава.

7. Показаны основные преимущества МП, полученных по интеркаляционной технологии,по сравнению со спеченными магнитами:

- возможность изготовления изделий сложной формы с уменьшенными габаритами;

- равномерное распределение магнитных свойств по объему;

- снижение веса изделий на 20-30%; плционал ьнАЯ

библиотека

С Петербург

ОЭ 100 у ^

- отсутствие отходов производства и более низкая трудоемкость изготовления изделий, меньшая себестоимость;

- относительная простота химической модификации.

8. Доказано, что разработанная технология поликонденсационного способа наполнения:

- объединяет все технологические операции в рамках одного производства от мономеров до готового изделия;

- сокращает производственный цикл;

- интенсифицирует процессы получения пресс-композиции и формования изделий;

- резко уменьшает выделение токсичных газов при формовании за счет большей степени конверсии взаимодействующих мономеров;

- гарантирует улучшение качества изделия по основным показателям, в том числе и при миниатюризации;

- снижает себестоимость изделия на 20-30 %.

9. Проведены сравнительные испытания разработанных МП и изделий из них различными научно-производственными предприятиями, в том числе в производственных условиях, доказывающие их конкурентоспособность с зарубежными и отечественными аналогами; разработаны ТУ на материал и на изделия из МП; организовано мелкосерийное производство изделий из разработанных МП на базе (Л ТУ с объемом выпуска 2000-3000 изделий в месяц.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Альтернативные технологии магнитопластов на основе феррита бария и интерсплава неодим-железо-бор/С. Е. Артеменко, Л.Л.Семенов, СГ.Кононенко, А. А. АртеменкоЮлектротехника,- 1996.-№12.-С.59-60.

2. Технологические принципы создания высокоэффективных магнитопластов//С.Е.Артеменко, ЛЛ.Семенов, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко//Приводная техника.- 1997.-№5.-С.30-31.

3. Моделирование гистерезисных свойств композиционных постоянных магнитов/ Н.В.Дайниченко, В.С.Земченков, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко// Электротехника,- !997.-№3.-С.29-30.

4. Физико-химические основы альтернативной технологии магнитопластов и их рациональные области применения. Обзор/ С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, Л.Л.Семенов// Химические волокна. -1998.-№3.-С.45-50.

5. Phisicochemical principles of alternative magnetoplastic technology and rational areas of application (review) / S.E.Artemenko, S.G.Kononenko, A.A.Artemenko, L.L.Semenov // Fibre Chemistry, 1998. - Vol.30.- №3. -P. 189-194.

6. Технология высокоэффективных магнитопластов поликонденсационного способа наполнения / А. А. Артеменко, С.Г.Кононенко, СЕ.Артеменко, Н.Л.Зайцева//Пластические массы.- 1999.-№9.- С.21-26.

7. The Technology of highly efficient magnetoplasts filled by policondensate method/ A.A.Artemenko, S.G.Kononenko, S.E.Artemenko, N.L.Zaitseva// International Polimer Science And Technology.- 2000.-Vol.27.-№5.-P.46.

8. Технологические свойства магнитопластов на основе ферритов и интерметаллического сплава Nd-Fe-B / Т.НХомутова, С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.Л.Зайцева, А. А. Артеменко // Пластические массы. -2000. -№5.~ С. 16-18.

9. Исследование эффективности модификации магнитопластов, сформованных способом поликонденсационного наполнения / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.Л.Зайцева, А.А.Артеменко // Пластические массы,- 2001,- №1. - С. 11-14.

10.The technological properties of magnetoplasts based on oxide ferrits and intermetalic Nd-Fe-B alloy / T.U.Homutova, S.E.Artemenko, S.G.Kononenko, N.L.Zaitseva, A.A.Artemenko// International Polimer Science And Technology.- 2001,- Vol.28.-№l.-P.65-68.

11.Modification efficiency research of magnetoplasts filled by policondensate method/NJL.Zaitseva, S.E.Artemenko, S.G.Kononenko, A.A.Artemenko // International Polimer Science And Technology.-2001.-Vol.28.-№10.-P.25.

12.Технология магнитопластов с повышенными характеристиками / А.А.Артеменко, С.Е.Артеменко, А.В.Калатин, Н.Л.Зайцева // Перспективные материалы .-2002.- №5. -С.54-58.

13.Артеменко А.А., Калатин А.В. Повышение производительности процесса формования магнитопластов на основе термореактивного связующего // Пластические массы.-2003.- №2.- С.38-39.

14.Модификация магнитопластов на основе промышленного сплава Ш-Ре-В / А.А.Артеменко, Н.Л.Зайцева, С.Е.Артеменко и др. // Пластические массы.-2003.-№2.-С.26-27.

15.Патент 2084033 РФ МКИ6 Н 01 Р 1/113, В 22 Р 3/02. Способ получения магнитопластов/ С.Е.Артеменко, М.М.Кардаш, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко (РФ). - 1997.-5 с. илл.

16.А.С. 1030884 СССР МКИ3 Н 01 Л 23/08, Н 01129/76. Магнитная линза для электронно-оптических приборов/ А. А. Артеменко, А.И. Кудрявцев, Ю.А. Мельников (СССР). -1983.-4 с. илл.

17.А.С.1217174 СССР МКИ4 НОИ 23/083. Магнитная система для СВЧ-приборов / АЛКудрявцев, Ю.А.Мельников, А.А.Артеменко (СССР).-1985.-4 с. илл.

18. Ангипарафинное устройство на композиционных магнитах с регулируемым реверсным полем / А.А. Артеменко, А.Ю.Кивокурцев, Р.В.Спиридонов // Нефтепромысловое дело,- 2001 .-№3.- С.38-40.

19.Спасская М.Т., Балалаев Ю.Н., Артеменко А.А. Диффузионная сварка магнитов из самарий-кобальтового сплава КС37 со сталью 10880// Электронная техника.- 1984,-Серия 6,-Вып. 7. -С.15-19.

20. Артеменко А.А., Кивокурцев А.Ю., Кудрявцев А.И. Расчет параметров МПФС в переходной области//Электроника СВЧ,- 1989. -Серия 1,-Вып. 3. -С.64-65.

21. Артеменко А. А., Кудрявцев А.И. Результаты разработки МПФС на основе радиально-намагниченных магнитов для ЭВП // Сб. докл. и реком. науч.-техн. конф.: ЦНИИ «Элекгроника».-1981.-Серия 1.- Электроника СВЧ,- Вып. 1(164).-С.28-30.

22.Артеменко А.А., Кудрявцев А.И. Исследование азимутальных неоднородностей магнитного поля в ячейках МПФС на основе радиально-намагниченных магнитов // Сб. докл. и реком. науч.-техн. конф.: ЦНИИ «Электроника».-1981 .-Серия 1 .-Электроника СВЧ. -Вып. 1(164).-С.32-35.

23.Артеменко A.A., Кудрявцев А.И., Цыков А.И. Исследование азимутальных неоднородностей магнитного поля в ячейках МПФС из материала SmCos в интервале температур +20-150 С // Сб. докл. и реком. науч.-техн. конф.: ЦНИИ «Электроника».- 1981,-Серия 1.-Электроника СВЧ.- Вып. 1(164).-С.35-36.

24.Артеменко С.Е., Кононенко С.Г., Артеменко A.A. Ресурсосберегающая технология композиционных постоянных магнитов // Высокие технологии в машино- и приборостроении: Сб. трудов Междунар. науч. -техн. конф.-Саратов, 1993.-С.28-31.

25. Аспекты технологии магнитопластов на основе магнитных порошков и интерметаллических сплавов / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, М.М.Кардаш, A.A.Артеменко // Благородные и редкие металлы (БРМ-94): Сб. докл. Междунар. конф. -Донецк, 1994,- С.26-27.

26.Разработка научных основ технологии магнитопластов на основе интерметаллического сплава неодим-железо-бор / ТЛО.Копейкина. С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.А.Зайцева, А.А.Артеменко // IX Междунар. конф. молодых ученых по химии и химической технологии МКХТ-95: Сб. докл. -М., 1995.-С.130-131.

27.Новые ПКМ функционального назначения / С.Е.Артеменко, Л.ГХлухова, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, О.М.Сладков, М.М.Кардаш // Актуальные проблемы современного материаловедения: Материалы

1П Российско-Китайского симпозиума.- Калуга, 1995.-С.267-268.

28.Сввдетельство на полезную модель 1955 РФ. МКИ6 А 61 В 17/76 1996. Устройство для остеосинтеза переломов шейки бедренной кости /

B.Р.Кузнецов, A.A. Артеменко, В.И. Рузанов (РФ).-1996.-3 с.-илл.

29. Структура и свойства магнитопластов / С.Е.Артеменко, Л.Л.Семенов,

C.Г.Кононенко, А.А.Артеменко и др.// Использование достижений науки и техники в развитии городов: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. -М., 1996.- С.216-217.

30.Магнитопласты на основе сплава неодим-железо-бор / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Л.Л.Семенов, А.А.Артеменко//Высшая школа России: Конверсия и приоритетные технологии: Материалы 2-го Всерос. науч. -практ. симпозиума.-М., 1996.-С.80-81.

31 .Полимерные композиционные материалы с магнитными свойствами / С.Е.Артеменко, Л.Л.Семенов, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, Н.Л.Зайцева // Будущее за композитами: Сб. докладов I Междунар. симпозиума.- Набережные Челны, 1991.- С. 131 -132.

32.Новая технология магнитопластов на основе интерметаллического сплава неодим-железо-бор /С.Е.Артеменко, Л.Л.Семенов, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, Н.Л.Зайцева//Благородные и редкие металлы БРМ-97: Материалы 2-й Междунар. конф,- Донецк, 1991.- С.61-62.

33.Синтез, модификация и переработка магнигопластов/С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Л.Л.Семенов, Н.Л.Зайцева, А.А.Артеменко/ЛЗаукоемкие химические технологии: Сб. докл. V Междунар. конф.- Ярославль, 1998. -С.328-329.

34. Альтернативная технология высокоэффективных магнитопластов / Л.Л.Семенов, С.Е.Артеменко, СГ.Кононенко, А.А.Артеменко// Слоистые композиционные материалы-98: Сб. трудов Междунар. конф,- Волгоград,

1998.-С.283-284.

35.Alternative technology of magnetoplastic / S.E.Artemenko, L.L.Semenov, S.G.Kononenko, A. A.Artemenko // CHISA - 98. 13-th Intemational Congress.- Praga, 1998.- P. 43.

36.Научные основы технологии модифицированных магнитопластов / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, Л.Л.Семенов, Н.Л.Зайцева // Новые материалы и технологии - НМТ-98: Сб. докл. 8-й Всерос. науч.-техн. конф,- М.,1998. - С.397-398.

37. Артеменко A.A. Технология высокоэффективных магнитопластов поликонденсационного способа наполнения: Дис. ... канд. техн. наук. -Саратов, 1999.-130 с.

38.Артеменко A.A., Кононенко С.Г., Зайцева Н.Л. Основы технологии высокоэффективных магнитопластов : Учеб. пособие. - Саратов: СГГУ, 2001.-47 с.

39. Эффективные композиционные материалы с магнитными свойствами для машиностроения / A.A.Артеменко, С.Г.Кононенко, С.Е.Артеменко, Н.Л.Зайцева // Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов - 21 век: Труды Междунар. конф,- М., 2001 .-С.34-38.

40. Магнитопласты, полученные поликонденсационным наполнением / А.А.Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.Л.Зайцева, О.М.Сладков // Слоистые композиционные материалы: Сб. докл. Междунар. конф. - Волгоград, 2001.- С. 183-186.

41. Закономерности синтеза фенолоформальдегидного олигомера при поликонденсационном наполнении магнитопластов / Н.Л.Зайцева, А. А. Артеменко, С.Г.Кононенко и др.// Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология :Сб. докл. Междунар. конф. «Композит-2001». -Саратов, 2001,- С.41-45.

42. Возможности применения композиционных РЗМ-магнитов в бесконтактных муфтах / А.Ю.Кивокурцев, А.А.Артеменко, А.А.Захаров, Р.В.Спиридонов // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология :Сб. докл. Междунар. конф. «Композит-2001».-Саратов, 2001. -С.66-69.

43. Артеменко A.A., Кононенко С.Г., Зайцева Н.Л.Структура и свойства магнитопластов поликонденсационного способа наполнения // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология :Сб. докл. Междунар. конф. «Композит-2001».- Саратов, 2001.-С. 139-142.

44. Изделия из магнитопластов на основе сплава Nd-Fe-B / A.A. Артеменко, Н. Л.Зайцева, С.Г.Кононенко и др. //Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология :Сб. докл. Междунар. конф. «Композит-2001».

- Саратов, 2001.-С.221-223.

45.Артеменко A.A., Кивокурцев А.Ю., Спиридонов Р.В.Способ многополюсного намагничивания магнитов на основе сплавов Nd-Fe-B // Электронные приборы и устройства СВЧ: Сб. докл. науч.-техн. конф.

- Саратов, 2001.- С.23-24.

46. Контроль качества радиально намагниченных секторных магнитов / А. А. Артеменко, А.А.Захаров, А.Ю.Кивокурцев, Р.В.Спиридонов // Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП - 2002: Сб. докл. Междунар. конф,- Саратов, 2002.-С.370-375.

»-8 147 £î47

47. Комбинированный способ расчета МФО с посто)гаными магнитами / А.Ю.Кивокурцев, Р.В.Спиридонов, А.А.Артеменко, АА.Захаров, Г.А.Пчелинцев // Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП - 2002: Сб. докл. Междунар. конф,- Саратов, 2002.-С.376-380.

АРТЕМЕНКО Александр Александрович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИКОНДЕНСАЦИОННОГО

НАПОЛНЕНИЯ МАГНИТОПЛАСТОВ И ПЕРЕРАБОТКИ ИХ В ИЗДЕЛИЯ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Автореферат

Ответственный за выпуск к.т.н., доцент С.Г.Кононевко Корректор ОАПанина

Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Подписано в печать 22.04.03 Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ. л. 239 (2,5) Уч.-изд.л. 2,0

Тираж 100 экз. Заказ 25< Бесплатно

Саратовский государственный технический университсг 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАГНИТОПЛАСТОВ

1.1. Магнитные дисперсные порошки (МШТ).

1.2. Полимерное связующее для магнитопластов

1.3. Межфазные процессы в магнитопластах.

1.4. Методы расчета постоянных магнитов и магнитных систем на основе МП.31.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Магнитные наполнители.

2.3. Методы и методики исследования.

2.3.1. Подготовка исходных материалов.

2.3.2. Определение степени отверждения.

2.3.3. Метод определения реологических характеристик МП.

2.3.4. Метод термогравиметрического анализа.

2.3.5. Методика инфракрасной спектрометрии.46.

2.3.6. Методика рентгеноструктурного анализа.

2.3.7. Методика определения пористости магнитных наполнителей.

2.3.8. Методика определения гистерезисных свойств МП.

2.3.9. Методика измерения намагниченности постоянных магнитов.

2.3.10. Определение рабочей точки образцов МП на кривой размагничивания.

2.3.11. Метод модификации магнитных порошков взрывной волной.

2.3.12. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

2.3.13. Метод туннельной и растровой электронной спектроскопии.

Глава 3. РАЗРАБОТКА НАУКОЕМКОЙ ТЕХНОЛОГИИ МП СПОСОБОМ ПОЛИКО! ЩЕ11САЦИ01Ш0Г0 НАПОЛНЕНИЯ.

3.1. Принципы получения МП.

3.2. Физико-химические закономерности технологии поликонденсационного наполнения.

3.2.1. Влияние размера дисперсных частиц на свойства магнитных порошков и МП

3.2.2. Влияние состава композиции на свойства МП.

3.2.3. Влияние характеристик магнитных порошков на свойства МП.

3.3. Синтез полимерного связующего в структуре МП.

3.3.1. Влияние продолжительности синтеза фенолоформальдегидного. олигомера (ФФО) из мономеров в структуре МДП.83.

Глава 4. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРА - СВОЙСТВА МП,

СФОРМИРОВАННЫХ ПО ИНТЕРКАЛЯЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

4.1.Термо- и теплостойкость МП.

4.2. Химическая стойкость МП.

4.3. Электропроводность МП. 108.

Глава 5. МОДИФИКАЦИЯ МАГНИТОПЛАСТОВ.

5.1. Магнитное текстурирование МП.

5.2. Армирование изделий из МП арамидной нитью СВМ.

5.3. Модификация полимерного связующего в составе МП.

5.4. Модификация состава путем гибридизации Nd-Fe-B.

5.5. Модификация поверхности наполнителей в составе МП.

Глава 6. ПЕРЕРАБОТКА МП В ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ.

6.1. Гистерезисные свойства ферромагнитного наполнителя.

6.2. Магнитная структура постоянных магнитов на основе МП.

6.3. Выбор магнитотвердого материала для МП.

6.4. Магнитные муфты на основе МП.

6.5. Расчет параметров кольцевых изотропных многополюсных магнитов из МП.

6.6. Многополюсное намагничивание магнитов из МП на основе сплавов Nd-Fe-B.

6.7. Технологическая схема производства изделий из разработанных МП.

Глава 7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

7.1. Сравнение разработанных МП с зарубежными и отечественными аналогами.

7.2. Технико-экономическая эффективность применения изделий из разработанных МП.

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ.

Современные композиционные материалы условно подразделяются на самостоятельные группы: на полимерной, керамической и металлической основе. К последним относятся ферромагнитные металлические композиционные материалы, представляющие собой интерметаллические соединения металлов «редкая земля — кобальт» типа SmCos, «редкая земля — железо -бор» типа Nd-Fe-B, а также магнитопласты (МП), изготовленные из этих ферромагнитных металлических или ферритовых порошков с диэлектрическим полимерным связующим (резино-, термо- или реактопластом и др.).

Создание современных устройств, принцип действия которых основан на использовании энергии магнитного поля (электродвигатели, генераторы, магнитные муфты, клапаны и вентили, линейные приводы, магнитные фокусирующие системы и др.), создаваемого постоянными магнитами, невозможен без применения многих новых материалов, обеспечивающих наилучшие эксплуатационные характеристики. МП, являясь постоянными магнитами и обладая технологическими преимуществами полимерных материалов — простотой формования сложных по форме и миниатюрных изделий, возможностью соединения с другими материалами в процессе изготовления, позволяют создавать изделия с высокими потребительскими качествами.

МП применяются в электронике, электротехнике, радиотехнике, вычислительной технике, медицине, аудио- и видеотехнике, других областях. Несмотря на это, в нашей стране объемы промышленного производства МП не удовлетворяют растущие потребности отечественной промышленности.

В первую очередь это связано с тем, что недостаточно разработаны научные основы создания высокоэффективных МП. Теоретическая база о структуре и свойствах, технологических принципах, рациональном проектировании изделий и конструкций на основе МП находятся на начальной стадии, отсутствуют необходимые многолетние наблюдения различных изделий из МП в эксплуатационных условиях, не разработаны методы модификации таких материалов в соответствии с их функциональным назначением.

Вместе с тем анализ работы большинства изделий из современных МП показывает необходимость установления четкой связи между физико-химией и технологией материала, конструированием и технологией переработки МП в изделие.

Актуальной при создании и эксплуатации изделий из МП является проблема утилизации отходов, решение которой, естественно, положительно скажется на технико-экономических показателях таких материалов.

В настоящее время основными критериями оптимизации производства являются себестоимость изделия, качество и экологическая безопасность технологии.

В равной степени это относится и к новым технологиям, в том числе к новым интеркаляционным системам. Для создания таких материалов применяются мономеры, традиционно используемые для получения сетчатых полимеров, в том числе взаимопроникающих сеток. Продолжается поиск оптимальных вариантов формирования решеток новых типов в с--интеркалированных композитах.

Фундаментальной проблемой современной химии и технологии МП, в том числе, является поиск зависимости «структура-свойства».

В связи с широким спектром применения МП и их высокой эффективностью становится актуальной проблема создания малостадийной современной технологии, обеспечивающей необходимое качество и стоимость изделий, а также рециклинг сырьевого потока.

Цель работы заключается в разработке научных основ технологии МП с повышенными магнитными и механическими характеристиками способом поликонденсационного наполнения и переработки их в изделия специального назначения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить конкретные задачи: разработать основы интеркаляции мономеров и синтеза фенолоформальдегидного олигомера непосредственно в структуре магнитного наполнителя; определить механизм взаимодействия «полимерное связующее-магнитный наполнитель» и образующуюся микроструктуру МП; изучить взаимосвязь «структура-свойства» сформованных МП и пути их модификации; получить новые высокоэнергоемкие МП, уровень магнитных свойств которых превышал бы магнитные свойства существующих в настоящее время МП; определить параметры формования изделий из полученной пресскомпозиции; изучить магнитные, физико-химические и механические характеристики разработанного материала; разработать режимы намагничивания изготавливаемых изделий; апробировать в производственных условиях изделия из разработанных МП и определить их конкурентоспособность по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами. Научная новизна выполненной работы заключается в том, что впервые: 1) разработана технология поликонденсационного наполнения МП, основанная на интеркаляции смеси мономеров в пористую структуру магнитного дисперсного порошка (МДП), что обеспечивает равномерное распределение частиц магнитных порошков в объеме материала, и, как следствие, значительное повышение магнитных, прочностных и электрических свойств, термо- и хемостойкости по сравнению с МП, сформированными методом традиционного механического смешения;

2) теоретически обоснованы и изучены закономерности интеркаляции смеси мономеров в объем МДП, что позволило установить взаимосвязь «структура — свойства» МП и изделий на их основе;

3) доказано влияние на структуру и свойства МП химического и фракционного состава, дисперсности и пористости исходных магнитных порошков, коэффициента объемного наполнения, что позволяет управлять процессами интеркаляции мономеров и физико-химическим взаимодействием в системе «МДП-полимерное связующее»; определены технологические параметры, обеспечивающие необходимые свойства МП;

4) показан эффективный путь повышения интеркаляции мономерной смеси в структуру МДП путем модификации этой смеси малыми добавками олигооксипропиленгликоля и капролактама, что обеспечивает достаточную гомогенизированность и высокие физико-механические и эксплуатационные свойства МП;

5) установлена возможность совершенствования структуры МП путем модификации поверхности исходных МДП отжигом и текстурированием в магнитном поле, а также гибридизацией порошков Nd-Fe-B с Ре2Оз;

6) разработаны критерий применимости МДП для МП различного назначения и метод намагничивания магнитов из МП при повышеЕшой температуре, которые позволяют эффективно намагничивать миниатюрные многополюсные магниты.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Установлены закономерности формирования структуры МП, полученных по интеркаляционной технологии, позволяющие повысить качество разработок новых устройств и приборов, использующих энергию магнитного поля.

2. Разработана и реализована в объеме мелкосерийного производства технология высокоэффективных постоянных магнитов из МП, устройств на их основе, используемых в автомобильной, медицинской, электротехнической отраслях промышленности.

3. Разработана методика выбора магнитотвердого материала для МДП, обеспечивающая повышение технологичности производства изделий из разработанных МП.

4. Усовершенствована методика намагничивания малогабаритных многополюсных постоянных магнитов из МП, позволяющая в условиях дефицита мощности намагничивающего оборудования осуществлять «глубокое реверсивное промагничивание» магнитов для повышения их магнитных характеристик.

5. Изготовленные по разработанной технологии изделия (кольцевые, секторные и многополюсные магниты) внедрены и использованы на предприятиях: ОАО «Ростовский оптико-механический завод» (г.Ростов Великий Ярославской обл.); завод топливных фильтров «Волга» (г.Энгельс Саратовской обл.); НТЦ «Авангард» (г.Саратов); НПФ «Мапшкон» (г.Саратов); ООО «СЭПО-ЗЭМ» (г.Саратов); ЗАО «Кировский машиностроительный завод им.Лепсе» (г.Вятка).

6. Учебное пособие и методические разработки автора, созданное им оборудование используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Технология полимерных композиционных материалов».

Достоверность и обоснованность научных положений, методических и практических рекомендаций, полученных результатов и выводов подтверждаются экспериментальными данными, полученными с применением комплекса современных взаимодополняющих методов исследования: рентгеноструктурного и термогравиметрического анализа, инфракрасной и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, растровой и туннельной электронной микроскопии, рефрактометрического метода ртутной порометрии, дифференциальной сканирующей калориметрии, стандартных методов испытания магнитных, прочностных и технологических характеристик. Разработанная технология получения МП и переработки их в изделия прошла апробацию на действующих промышленных предприятиях.

Положения» выносимые на защиту:

1. Физико-химический механизм взаимодействия МДП различного химического состава и строения при формировании МП по интеркаляционной технологии;

2. Взаимосвязь структуры и свойств МП как новых интеркаляционных систем;

3. Методы эффективного повышения магнитных и прочностных характеристик МП модификацией полимерного связующего, МДП и формуемого изделия;

4. Новая наукоемкая технология, включающая все стадии процесса: пропитка МДП мономерами, синтез полимерного связующего в структуре МДП, сушка и таблетирование пресскомпозиции, формование изделия, намагничивание готового изделия.

5. Новые решения по проектированию и намагничиванию изделий из разработанных МП.

Результаты исследования реологических характеристик на ротационном вискозиметре «Полимер-1» показали, что самым активным является феррит стронция SrO 6Fe203 (табл.3.10 и рис.3.3). Естественно, на стадии синтеза и отверждения полимерной матрицы проявляется каталитическая активность оксидов металлов Sr и Ва, которые, как известно

135] относятся к оксидам металлов И-й группы периодической системы, обладающих большой каталитической активностью. Так, продолжительность отверждения композиции с Sr0'6Fe203 достигается за 6 минут, с Ba0*6Fe203 за 9,5 минут, а с Nd-Fe-B за 11,5 минут. ФФО за исследуемый период 12 минут не отверждается.

Установлено, что синтез и последующее отверждение сформированных полимерных прослоек наиболее полно происходит при 150°- 170°С и продолжительности 2 минуты на 1 мм толщины, например, для МП на основе Sr0-6Fe203.

1. Химическая энциклопедия.-М.: Советская энциклопедия. 1990, т.2,1. С. 624-626, 671.

2. А.с. 1030884 СССР МКИ3 II01 J 23/08; Н 01 J 29/76. Магнитная линза для электронно-оптических приборов / А.А.Артеменко, А.И.Кудрявцев, Ю.А.Мелышков (СССР). -1983.- 4 с. илл.

3. А.с.1217174 СССР МКИ4 Н 01 J 23/083. Магнитная система для СВЧ-приборов / А.И.Кудрявцев, Ю.А.Мельников, А.А.Артеменко (СССР).-1985.-4 с. илл.

4. Артеменко А.А., Кудрявцев А.И. Результаты разработки МПФС на основе радиально-намагниченных магнитов для ЭВП // Сб. докл. и реком. науч.-техн. конф.: ЦНИИ «Электроника».-1981.-Серия 1.- Электроника СВЧ,-Вып. 1(164).-С.28-30.

5. Спасская М.Т., Балалаев Ю.Н., Артеменко А.А. Диффузионная сварка магнитов из самарий-кобальтового сплава КС37 со статью 10880 // Электронная техника. Сер. материалы.-1984.-Вып.7.- С. 15-19.

6. Артеменко А.А., Кивокурцев А.Ю., Кудрявцев А.И. Расчет параметров МПФС в переходной областиЮлектронная техника. Сер. Электроника СВЧ. Вып. 3 (417). С. 64-65.

7. Алексеев А.Г., Корнев А.Е. Магнитные эластомеры.-М.: Химия, 1987. 240 с.

8. Ю.Мишин Д.Д. Магнитные материалы.-М.: Высшая школа, 1991.- 348 с.

9. Структура и свойства постоянных магнитов из сплава R-Fe-B-M и перспективы их применения / И.Д.Кособудский, А. И. Кудрявцев, О.Г.Мартыненко и др.// Электронная техника. Сер. 1, Электроника СВЧ.-1989.- Вып. 12.-56 с.

10. Ефимова В.П., Фролов O.K. Магнитные композиционные материалы -новые возможности и перспективы развития // Строительные материалы -1998.-№5.- С.6-7.

11. Симидзу Хироси. Пластмассовые магниты // Япония. Aramatics.-1990.-42. №9-10. С.301-365.

12. Н.Келин 11.А. Эффективность применения постоянных магнитов в изделиях электротехники // Порошковая металлургия. 1981. - С.25 - 28.

13. Наполнители для полимерных композиционных материалов/Под ред. Г.С.Каца и Д.В.Милевски.-М: Химия.- 1982.- 736 с.

14. Karl S. Global overview of гаге earth magnet technology // Glob. Bus and Tech. Of Nd-Fe-B magnet Markets. Monterey Calif. Febr. 26-28, 1989.-Gorham. 1989. -P. 1 -15.

15. Металлопластичные постоянные магниты на основе сплава SmCOs /

16. B.Е.Ермолин, Я.Л.Линецкий, В.А.Сеин и др.//Электротехника.-2001.-№2.1. C.51-53.

17. Koerox Р and Koerdum Р plasticbouded permanent magnets. Tecynische Mitteilungen Krupp. Vol 48.-1990.

18. A.C. 1452381 Порошковый магнитный материал.- 1984.

19. A.C. 1292629 Магнитопласт,- 1983.

20. А.С. 977467 Способ получения анизотропных магнитопластов.- 1982. 22.3аявка 2-24350 Япония.- 1991.

21. A.C. 14765381 Полимерные композиции для эластичных магнитов.- 1989.

22. A.C. 1191946 Композиционный материал для постоянных магнитов.- 1985. 25.3аявка 60-136207 Япония,- 1988.

23. Порошки — наполнители на основе соединений РЗМ — переходный металл и композиционные магнитотвердые материалы из них /А.В.Дерягин,

24. A.К.Дворникова, Е.Е.Корягина и др.// Материалы X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.- 1991.- С. 116.

25. Металлопластичные магниты на основе соединений редкоземельных элементов и их применение в электромашиностроении / В.Д.Туров,

26. B.Я.Брянцев, Е.С.Лобынцев, В.Н.Перов // Сб.трудов ВНИИ электромех., 1987.- С.55-63.

27. Особенности формования изделий из магнитопластов с анизотропной структурой/С.Г.Бодров, В.К.Кривошеев, Г.П.Михалькова // Материалы XI Всесоюзн. Конф. по постоянным магнитам.- Суздаль.- 1994.-М.-1994. -С. 102.

28. Заявка 58-88963 Япония.- 1985. ЗО.Заявка 63-218759 Япония.- 1989.

29. Артеменко А.А. Технология высокоэффективных магнитопластов поликонденсационного наполнения: Дисс. канд. техн. наук.- Саратов, 1999.-118 с.

30. Современные тенденции в области разработки и производства магнитотвердых магнитопластов / Лосото А.П., Миляев И.М., Миронов A.M. //Пластические массы.-1999.-№3.- С. 3-8.

31. The magnetization of Nd-Fe-B magnets Seeby Earle S // Glob. Bus and Tech. Of Nd-Fe-B magnet Markets. Monterey Calif.- Febr. 26-28, 1989.- Gorham. - 1989.-P. 1-9.37.Пат. США 4975213.- 1990.38. Пат. США 4881984.- 1989.

32. Заявка 13-100522 Япония.- 1992.

33. Neodim Permanent Magnets // Antriebtechnik. -1991.-30.- №5.- P.80.

34. Постоянные магниты: Справочник / Под ред. Ю.М.Пятина.-М.:Энергия. -1980.-488 с.

35. New Magneticwerstoffe//Konstruktions. prasis.-1991.-№3.- Р.106.

36. Заявка 59-94405 Япония.- 1982.

37. Kompozitne materialy s magnetickymi viastnostami / Hundes I., Crom Y., Hirnar V. // Plast.a Kauc.-1996.-33.- №12.- P. 356-359.

38. Разработка магнитотвердых порошков для магнитопластов / О.А.Миляев, С.В.Андреев, В.Н.Тарасов, Ю.Ф.Башков // Материалы XI Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.- 1994.- С.94.

39. Пастушенков Ю.Г. Зависимость характера доменной структуры монокристалла NchFeuB от толщины // Физика магнитных материалов: Сб. научн. трудов, Калинин.- 1988.- С. 67-73.

40. Мишин Д.Д., Егоров С.М., Шамоликова Е.Б. Исследование процессов перемагничивания постоянных магнитов на основе сплавов неодима, железа и бора // Физика магнитных материалов: Сб. научн. трудов, Калинин.-1988-С. 18-39.

41. Магнитотвердые материалы на основе БЗС Fe-Nd-B / В.А.Сеин, Т.В.Немчикова, В.В.Софронов // Материалы XI Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам: Суздаль.- 1994,- С. 104.

42. Технология производства быстрозакаленных порошков Nd-Fe-B В.В.Софронов, В.А.Глубов, С.И.Иванов и др. // Материалы XI Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам: Суздаль.- 1994.- С.86.53.Пат. 4975213 США.- 1990.54.Пат. 4973130 США.- 1990.

43. Эффективная технология получения магнитопластов и изделий из них, являющихся новым классом магнитов / И.В.Федотов, Ф.С.Дьячковский, В.И.Цветкова и др.// Наукоемкие химические технологии: Тез. докл. V Межд. конф.- Ярославль.- С. 389-390.

44. Структура и магнитные свойства легированных Fe-Nd-B сплавов, закаленных из жидкого состояния / Г.П.Брехаря, Е.А.Васильева, Н.Н.Конев и др. // Физика металлов и металловедение.-1990.-№11. -С.63-67.

45. Роль легирующих добавок в коррозионном поведении магнитов Nd-Fe-B / Бала X., Шымура С., Рабинович Ю.М. и др. // Материалы XI Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.- 1994.- С.72 -74.

46. В.К.Гусева.-М.: Химия.- 1995.-528 с. 63. Заявка 63-9109 Япония.- 1988. 64.3аявка 60-156752 Япония.- 1985. 65.Заявка 63-218759 Япония.- 1989. бб.Заявка 59-94405 Япония.- 1982. 67.3аявка 60-126207 Япония.- 1989.

47. KunststofT gebundene Dauermagnete/Seitr D//Elektrotechnik.-1988.-V.39.-№71.-P. 61-64. 69.3аявка 2143405 Япония.- 1990. 70. Заявка 59-94406 Япония.- 1991.

48. Заявка 59-117205 Япония.- 1984.

49. Пат. США 559493.- 1985. 77.3аявка 59-94405 Япония.- 1982. 78. Заявка 59-136909 Япония.- 1984.79.3аявка 60-37106 Япония.- 1985.

50. Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов.- М.: Химия.- 1980.- 224 с.

51. Гольдаде В.А., Снежков В.В. Влияние магнитного поля на физико-механические характеристики ферронаполненных полимерных композитов: Сб. научн. трудов, JL, ЛОНТП.- 1990.- С.7-8.

52. Воронежцев Ю.И., Гольдадс В.А., Пинчук Л.С. Электрические и магнитные поля в технологии композитов.-Минск. Наука и техника. 1990.- 263 с.

53. Студенцов В.Н. Совершенствование технологии волокнонаполненных полимерных композиционных материалов: Автореферат дис. докт. техн. наук.-Казань.- 1992.-32 с.

54. Гуркова Н.Н., Лавская Н.В. Влияние магнитного поля на свойства реактопластов // Электротехническая промышленность: 11аучно-техн. сб.-М., Информэлектро.- 1982.- вып. 4.- С. 102.

55. Изменение структуры и физико-механических свойств полимерных материалов под действием постоянного магнитного поля / Т.А.Маньков,

56. A.Н.Кваша, А.В.Воловьев и др. // Электронная обработка материалов.-1982.-№5.- С. 41-42.

57. Изменение объемного электросопротивления полимеров, отвержденных в постоянном магнитном поле / А.Н.Кваша, Т.А.Манько, А.А.Рябовол и др. // Механика композитных материалов.-1980.-№6.-С. 1113-1115.

58. Магнитотвердый КМ на основе полиолефинов и ферритов / И.В.Федотов,

59. B.И.Цветкова, Ф.С.Дьячковский и др. // Комплексные металлоорганические катализаторфы полимеризации олефинов: Сб. докл. Черноголовка.- 1986.-№10.-С. 156-158.

60. Пат. РФ 2021301 Способ получения полимерной пресскомпозиции.- 1994.

61. А.С. 1616930 Способ получения полимерной пресскомпозищш.- 1990.90.Пат. РФ 1806227.- 1993.

62. Артеменко С.Е., Кардаш М.М. Физико-химические основы малостадийной технологии полимерных композиционных материалов // Хим.волокна.-1995.-№6.- С. 15-18.

63. Поликонденсационный метод получения наполненных ПКМ / С.Е.Артеменко, М.М.Кардаш и др. // Пластмассы.-1988.-№ 11.-С.13-14.

64. Artemenko S., Kardash M., Taraskina O. Physicochemical foundations of alternative technology of polimeric composite Materials // The First European Congress of Chemical Engineering, Florence, Italy.- 1997.

65. Artemenko S.E. A New Technology for Processing Chemical fibress into composite materials / Fibresstextiles in Europe.-1994.-V. 2.- №2.- P.46-47.

66. Принципы создания композиционных полимерных материалов / А.А.Берлин, С.А.Вольфсон, Б.Г.Ошмян, Н.С.Ениколопов.-М,: Химия. -1990.- 240 с.

67. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров.-М.: Химия.- 1991.- 260 с.

68. Исследование свойств постоянных магнитов из сплавов типа РЗМ-Fe-B /

69. A.С.Кононенко, В.В.Федякин, В.В.Сергеев // Электротехника.-1986.-№1.-С.51-53.

70. Композиционные магниты на основе Ne-Fe-B / А.Н.Савич,

71. B.П.Пискорский, О.Г.Оспенникова // Материалы X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам; Суздаль.- 1991.-С. 114.

72. Артеменко С.Е. Композиционные материалы, армированные химическими волокнами.-Саратов: СГУ.- 1989.-160 с.

73. Дьячковский Ф.С., Новокшонова Л.А. Синтез и свойства полимер из ационно-наполненных полиолефинов // Успехи химии.-1984.-№2.-С. 200-223.

74. Галантна Н.М. Полимер из анионное наполнение как метод получения новых КМ // Высокомол. соед.-1994.- №4, т.36.- С.640-650.

75. Тростянская Е.Б. Формирование промежуточного слоя в зоне контакта связующего с наполнителем // Пласт. массы.-1979.-№7.-С. 17-19.

76. Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Адсорбция полимеров.-Киев.: Наукова думка.- 1972.-196 с.

77. Артеменко С.Е., Овчинникова Г.П., Родзивилова И.С. Роль адсорбционных процессов в формировании структуры и свойств ПКМ // Хим. волокна.- 1997.-№1.- С.48-51.

78. Особенности адсорбционных процессов в технологии ПКМ с магнитными свойствами / Н.Л.Зайцева, И.С.Родзивилова, С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко // Хим.волокна.-1998.-№3.

79. Грузнова Т.А., Кербер М.Л., Акутин М.С. Свойства фенольных легированных олигомеров // Пласт. массы.-1980.-№3.-С.30-31.

80. Помогайло А.Д. Полимер-иммобилизованные наноразмерные и кластерные частицы металлов / Успехи химии. -66(8).- 1997.- С.750-791.

81. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных средах: Под ред. Г.И.Фукса,- Наука. Москва. -1978.

82. А.с. 531829 СССР, 1976. Связующее / Акутин М.С., Александрович И.О., Кербер М.Л.

83. Сингалов Ю.А., Ильясова А.И., Ишмуратова Н.М. Легирование полимеров в процессе синтеза// Пласт. массы.-1990.-№5.-С.6-12.112. А.с. 724539 СССР.- 1980.

84. Тростянская Е.Б., Резниченко Г.М., Шадчина З.М. Модифицирование фенолоформальдегидных смол «жидкими» каучуками // Пласт, массы.-1990. -№8. -С. 81 -83.

85. Козлов П.В., Папков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров.-М: Химия.- 1982.- 224 с.

86. Практикум по полимерному материаловедению. Под ред. П.Г.Бабаевского.-М.: Химия.- 1980.- С.256.

87. Нилоян О.Г. Введение в теорию термического анализа.-М.: Наука, 1964.

88. Инфракрасная спектроскопия полимеров. Под ред. И.Деханта.-М.: Химия. -1976.- 472 с.

89. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров, в 2-х частях. Пер. с англ.-М: Мир.- 1983.- Ч.2.-174 с.

90. Байбурин В.Б., Семенов А.С., Волков Ю.П. Универсальный комплекс сканирующей зоцдовой микроскопии // Заводская лаборатория.-2000.-№12.- С. 17-23.

91. Патент 2084033 РФ МКИ6 Н 01 F 1/113, В 22 F 3/02. Способ получения магнитопластов / С.Е.Артеменко, М.М.Кардаш, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко (РФ). 1997.-5 с. илл.

92. Артеменко С.Е., Кононенко С.Г., Артеменко А.А. Ресурсосберегающая технология композиционных постоянных магнитов. Высокие технологии в машино- и приборостроении: Сб. докл. Межд. научно-техн. конф., Саратов, 1993.-М.: ЦРРЗ. 1993, с.28-31.

93. Аспекты технологии магнитопластов на основе магнитных порошков и интерметаллических сплавов / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, М.М.Кардаш, А.А.Артеменко // Благородные и редкие металлы (БРМ-94): Сб. докл. Международн. конф., г.Донецк, 1994, с.26.

94. Новые ПКМ функционального назначения/С.Е.Артеменко, ЛГ.Глухова, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, О.М.Сладков, М.М.Кардаш // Актуальные проблемы современного материаловедения: Мат-лы Ш Российско-Китайского симпозиума.-Калуга.- 1995.- С.267.

95. Альтернативные технологии магнитопластов на основе ферритов бария и интерсплава неодим-железо-бор / С.Е.Артеменко, Л.Л.Семенов, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко // Электроника.-1996.-№ 12.-С.59-60.

96. Магнитопласты на основе сплава неодим-железо-бор/С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Л.Л.Семенов, А.А.Артеменко // Высшая школа России: Конверсия и приоритетные технологии: Каталог выставки, М.- 1996.-С.80.

97. Технологические принципы создания высокоэффективных магнитопластов / С.Е.Артеменко, Л.Л.Семенов, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко // Приводная техника.-!997.-№>5.- С. 30-31.

98. Моделирование гистерезисных свойств композиционных постоянных магнитов / Н.В.Дайниченко, В.С.Земченков, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко /Электротехника.-1997.-№3.- С.29-31.

99. Синтез, модификация и переработка магнитопластов / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Л.Л.Семенов, Н.Л.Зайцева, А.А.Артеменко // Наукоемкие химические технологии: Сб. докл. V Междунар. конф., Ярославль.- 1998.-С.328.

100. Альтернативная технология высокоэффективных магнитопластов / Л.Л.Семенов, С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, О.М.Сладков, Н.Л.Зайцева // Слоистые композиционные материалы-98: Сб. тр. Междунар. конф., Волгоград.- 1998.-С.283-284.

101. Артеменко А.А., Кононенко С.Г., Зайцева Н.Л. Основы технологии высокоэффективных магнитопластов: Учеб. пособие / Саратов, СГТУ.-2001.- 46 с.

102. Виноградова С.В., Васне В.А. Поликонденсационные процессы и полимеры.- М.: Наука, МаИК Наука / Интерпериодика.- 2000.- 370 с.

103. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах.- М.: Химия.- 2000.- 672 с.

104. Помогайло А.Д. Гибридные полимер-неорганические нанокомпозиты / Успехи химии.-№ 69(1).- 2000.- С.60-84.

105. Помогайло А.Д., Джардималиева Г.И./Проблемы разнозвенности в цепях металлополимеров: Обзор//Изв. АН. Сер. Химическая.-1998.-№ 12.-С.2403-2420.

106. Растегаев B.C., Степанова Г.И., Гудим З.Ю. Влияние гранулометрического состава на свойства / Электротехника.- 1989. -№11. С. 10-15.

107. Совершенствование технологии получения постоянных магнитов из сплавов системы неодим-железо-бор / Богаткин А.Н., Тарасов Е.Н.,

108. Андреев С.В. и др.// Материалы XI Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.- 1994.- С.65.

109. Адсорбция олигомеров из разбавленных растворов на поверхности ферромагнитных наполнителей / И.С.Радзивилова, Н.Л.Зайцева, С.Е.Артеменко и др. // Журнал прикладной химии.-2001.- Т. 24.- Вып. 11.-С. 1756-1759.

110. Изучение адсорбции фенолоформальдегидного олигомера на поверхности магнитных наполнителей / Н.Л.Зайцева, И.С.Радзивилова, С.Г.Кононенко, С.Е.Артеменко и др. // Пласт. Массы.-2003.-№1.-С.25-27.

111. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. Под ред. Г.Парфита, К.Рогестера. Мир.- М. -1986.

112. Физико-химические основы альтернативной технологии магнитопластов и рациональные области их применения. Обзор. С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, Л.Л.Семенов // Химические волокна.-1998.-№3.-С.45-50.

113. Технология высокоэффективных магнитопластов поликонденсационного способа наполнения. / А.А.Артеменко, С.Г.Кононенко, С.Е.Артеменко, Н.Л.Зайцева // Пластические массы.-1999.-№9.-С.21-26.

114. Alternative technology of magnetoplastic / S.E.Artemenko, L.L.Semenov, S.G.Kononenko, A.A.Artemenko // CHISA — 98.-14-th International Congress.-Praga.-1998.-P. 358.

115. Кекало И.В., Самарин Б.А. Физическое материаловедение прецизионных сплавов. Сплавы с особыми магнитными свойствами. — М.: Металлургия, -1989.-496с.

116. Липецкий Я.Л., Сергеев В.В. Перспективы развития материалов для постоянных магнитов // Электротехника. 1982. - №2. — С.27-30.

117. Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. — М.: Мир.- 1989. — 356с.

118. Буц А.В., Чмутин И.А., Щукин С.С. Получение высоконаполненных ферритосодержащих волокон на основе фторопласта и их свойства // Хим. волокна. 1992. - №3. - С.52-54.

119. Артеменко А.А., Кононенко С.Г., Зайцева H.JI. Структура и свойства магнитопластов поликонденсационного способа наполнения // Доклады

120. Международной конференции «Композит-2001». -2001.- Саратов.1. С. 139-142.

121. Артеменко А.А., Зайцева H.JL, Кононенко С.Г., Сладкое О.М., Калатини

122. А. В. Изделия из магнитопластов на основе сплава Nd-Fe-B. Доклады Международной конференции «Композит-2001».- 2001.- Саратов,-С. 221-223.

123. Артеменко А.А., Кононенко С.Г., Зайцева Н.Л., Сладкое О.М Магнито пласты, полученные поликонденсационным наполнением // Доклады Международной конференции «Слоистые композиционные материалы».Волгоград.-2001.- С. 183-186.

124. Павлюков А.А., Опанасенко О.С., Кракович Э.В. Влияние стабильности1. Ч!фазового состава порошков сплава Nd-Fe-B на структуру и гистерезисные свойства спеченных постоянных магнитов //

125. Порошковая металлургия. 1991. - №8. - С.70 - 75.

126. Кононенко А.С., Федякин В.В., Сергеев В.В. Исследование свойств постоянных магнитов из сплавов типа РЗМ-Fe-B // Электротехника. -1986. -№1.-С.51-53.

127. Магнитные свойства спеченных постоянных магнитов Nd-(Fe,Co,Ga)-B / Зайцев А.А., Капитанов Б.А., Лившиц Б.Г. и др. // Материалы. X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.-1991.- С.51 -52.

128. Ермолин В.И., Липецкий Я.Л., Сеин В.А. Металлопластические постоянные магниты на основе сплавов SmCos Sm(Coo,84Cu<>,i6) // Электротехника 1981. - №2. - С. 51 - 53.

129. Заявка 4975231 Япония МКИ5 С 04 В 35/64. Способ получения постоянных магнитов на основе РЗМ-железо-бор со связкой из полимерной смолы / И.Сакай, А.Тзутай, К. // РЖ Электротехника. -1991. №12. - С.42.

130. Структура и магнитные свойства сплавов Nd-Fe-B, легированных кобальтом, диспрозием, титаном / Козлов Ю.И., Гасанов Б.Г., Стропченко А.И. и др. // Материалы X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.- 1991.- С. 29-30.

131. Албутов А.В. Влияние легирующих добавок Со и Ga на свойства и технологию изготовления спеченных постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B // Порошковые магнитные материалы: Тез. докл. семин. 1991.-Пенза.- 1991. С. 12-14.

132. Абдулов А.А., Яковлев Л.С., Илескина Г.С. Повышение температурной стабильности магнитов из сплавов типа РЗМ Fe - Со - В с помощью легирующих элементов Al, Nb, Ga // Материалы X Всесоюзн. конф., Суздаль.- 1991.- С.68-69.

133. Нотнагель П., Мюллер К.Т., Эккерт Д. Влияние размера частиц на коэрцитивную силу спеченных магнитов Nd-Fe-B // Материалы X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль.- 1991, с. 132.

134. Magnetic properties of Ga doped NdFeCoB sintered magnets: Pap. Int. Magn. Conf., Brighton, 1990 / Lui J.F., Pan S.N., Luo H.L. // IEEE Trans. Magn. -1990. 26, №5. - C.2690 - 2642. - Англ.

135. The influence of particle size on the coercivity of sintered Nd-Fe-B -magnets/ Notmagel P., Muller K., Eckert D. / ALMagn. and Magn. Mater. -1991.-101.-№1 3. - P.379 - 381. - Англ.

136. Технология пластических масс / Под ред. В.В. Коршака. М.: Химия, 1985.-560с.

137. Бахман А., Мюллер К. Фенопласты. М.: Химия, 1978. - 288 с.

138. Фиалков А.С. Углерод. Межслоевые соединения и композиты на его основе.-М. «Аспект-пресс». 1997.- С. 467-469.

139. Phisicochemical principles of alternative magnetoplastic technology and rational areas of application (review) / S.E.Artemenko, S.G.Kononenko, A.A.Artemenko, L.L.Semenov // Fibre Chemistry, 1998. Vol.30.- №3. -P. 189-194.

140. Технологические свойства магнитопластов на основе ферритов и интерметаллического сплава Nd-Fe-B / Т.Н.Хомутова, С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, 11.Л.Зайцева, А.А.Артеменко // Пластические массы.-2000. -№5. — С. 16-18.

141. Gardriella А/ / Duroplastice Werkstoffe aktuella // Kunststoffe.- 1995.-88.1. N° 10.-P. 1736-1738.

142. Кравцов А.Г. Особенности пневмодиспергирования расплава полимера с дисперсным наполнителем //Пластические массы.-1989.-№9.- С. 39-42.

143. Новое высокопроводящее состояние композиций металл-полимер / Н.С.Ениколопов, Ю.А.Берлин, С.И.Бещенко, В.А.Торин // ДАН СССР.-1981.-Т. 258.-№6.-С. 1400-1403.

144. The Technology of highly efficient magnetoplasts filled by policondensate method/ A.A.Artemenko, S.G.Kononenko, S.E.Artemenko, N.L.Zaitseva// International Polimer Science And Technology.- 2000.-Vol.27.-№5.-P.46.

145. Modification efficiency research of magnetoplasts filled by policondensate method/ N.L.Zaitseva, S.E.Artemenko, S.G.Kononenko, A.A.Artemenko // International Polimer Science And Technology.-2001.-Vol.28.-№10.-P.25.

146. Технология магнитопластов с повышенными характеристиками / А.А.Артеменко, С.Е.Артеменко, А.В.Калатин, Н.Л.Зайцева // Перспективные материалы,.-2002.- №5. -С.54-58.

147. Паг. 296572 ГДР, МКИ5 HOI Fl/11. Verfahren zur Herstellung von polymergebundenen anisotropen HarfFerriten mit groben Energieprodukt (BH)max / Feltz Adalbert, Martin Amo, Meibner Harald.: Universitat Gmb. // РЖ Электротехника. 1992.-№9. -С. 134.

148. Modification of the magnetic properties and corrosion resistance of Nd-Fe-B permanent magnets with addition of cobalt / Szymura S., Bala H., Sergeev V.V., Pokrovskii D.V.//J. Less Common Metall. - 1991. - 175. -№2. - C.185 - 198. Англ.

149. Магнитные свойства и микроструктура порошков Nd-Fe-B, полученных обработкой в водороде / Н.В.Мушников, В.Б.Демин, А.С.Зеткин, В.С.Гавико и др. // Физика металлов и металловедение.- 1994.- т.77. -вып.6.- С. 53-59.

150. Модификация магнитопластов для поликонденсационного наполнения / Н.Л.Зайцева, С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко // Пластические массы.-1999.-№11.-С. 16-17.

151. Исследование эффективности модификации магнитопластов, сформованных способом поликонденсационного наполнения / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.Л.Зайцева, А.А.Артеменко // Пластические массы.- 2001.- №1. — С. 11-14.

152. Перельман Е.Б., Дьяченко Н.Л., Макарова И.С. Получение фенолоформальдегидных смол, модифицированных моноизопропилфлуореном // Пластические массы. 1989. - С.7 - 10.183. А.с. 956493 СССР, 1982.

153. Цейтлин Г.М, Зеленская MB., Тимофеева Г.И. Изучение состава, строения и молекулярно-массовых характеристикбензоксазолсодержащих фенолоформальдегидных олигомеров // ВМС. -1991.- №10.- Т.ЗЗ(Б). С. 747 -751.

154. Модификация магнитопластов на основе промышленного сплава Nd-Fe-B / А.А.Артеменко, Н.Л.Зайцева, С.Е.Артеменко и др. // Пластические массы.-2003.-№2.-С.26-27.

155. Барштейн Р.С., Кирилович В.И., Носовский Ю.Е. Пластификаторы для полимеров. М.:Химия, 1982. - 200 с.

156. Влияние взрывной обработки на адгезионное взаимодействие в металлополимерных композитах / Н.А.Адаменко, Ю.П.Трыков, Э.В.Седов, А.В.Фетисов // Слоистые композиционные материалы-98: Сборник трудов Международной конференции, Волгоград, 1998. -С.283-284.

157. Взрывчатое прессование металлополимерных теплостойких антифрикционных материалов/Трыков Ю.П., Павлов А.И., Адаменко Н.А., Зерщиков К.Ю./ Новые материалы и технологии в машиностроении; Тезисы докладов Рос. науч. конф .-М., 1993.-С.62.

158. Уральский М.Л., Горелик Р. А., Буканов A.M. Влияние малых технологических добавок на реологические свойства эл астомерных композиций и их перерабатываемость // Механика композитных материалов. -1983.-№4.-С. 749-751.

159. Сангалов Ю.А., Ильясова А.И., Ишмуратова Н.М. Легирование полимеров в процессе синтеза // Пластические массы. 1990. - №5.-С. 6-12.

160. Заявка 1295017 Яп., МКИ5 С 08 G 8/32. Способ изготовления трудновоспламеняющихся фенол ьных смол, модифицированным маслами / Китагава Сэцуо, Сушно Аки, Накамото Цосики // РЖ Химия.- 1986.-№3.-С.45.

161. Паг. АИ-В-15342/92 Австралия, МКИ5 С 08 G 08/10. Improved phenol formaldehyde resins / Ryan Barry Welliam // РЖ Химия. 1996. - №9. - C.9.

162. А.С. 531829 СССР, МКИ3 С 08 61/16. Связующее / М.С. Акутин, И.Р.Александрович, МЛ.Кербер (СССР) // Открытия. Изобретения.- 1976.-№38.-С. 78-79.

163. Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс. -М.: Химия, 1985.- 399 с.

164. Тутовский И.А., Потапов Е.Э., Шварц А.Г. Химическая модификация эластомеров. М.: Химия, 1993. - 304 с.

165. Магнитотвердый КМ на основе полиолефинов и ферритов / И.Ф.Федотов, В.И.Цветкова // Комплексные мегаллоорганические катализаторы полимеризации олефинов: Сб. тр., Черноголовка, 1986. -С.156-158.

166. Научные основы технологии модифицированных магнитопластов / С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко, Л.Л.Семенов, Н.Л.Зайцева //Новые материалы и технологии НМТ-98: Сб. докл.8.й Всерос. науч.-техн. конф.- М.-1998. С.397-398.

167. Новая технология магнитопластов и методы их модификации /

168. С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Н.Л.Зайцева, Л.Л.Семенов // Наукоемкие химические технологии — 99: Сб. докл. 6-й Междунар. научн.-техн. конф. -М., 1999.- С. 284-285.

169. Заявка 2207514 Япония, МКИ5 Н 01 F 41/02. Анизотропные магниты // РЖ Электротехника,- 1992.- №5.- С.47.

170. Phisicochemical principles of alternative magnetoplastic technology and rational areas of application (review) / S.E.Artemenko, S.G.Kononenko,

171. A.A.Artemenko, L.L.Semenov // Fibre Chemistry, 1998. Vol.30.- №3. -P. 189-194.

172. The technological properties of magnetoplasts based on oxide ferrits and intermetalic Nd-Fe-B alloy / T.U.Homutova, S.E.Artemenko, S.G.Kononenko, N.L.Zaitseva, A.A.Artemenko// International Polimer Science And Technology.- 2001.- Vol.28.-№l.-P.65-68.

173. Изучение адсорбции фенолоформальдегидного олигомера на поверхности магнитных наполнителей / Н.Л.Зайцева, И.С.Родзивилова, С.Г.Кононенко, С.Е.Артеменко // Пластические массы.- 2003.- №1.- С. 2527.

174. Синтез, модификация и переработка магнитопластов/С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, Л.Л.Семенов, Н.Л.Зайцева, А.А.АртеменкоАНаукоемкие химические технологии: Сб. докл. V Междунар. конф,- Ярославль.-1998. -С.328-329.

175. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества. Пер. с японского.-М.: Мир, 1983.-304 е., ил.

176. Альтернативная технология высокоэффективных магнитопластов / Л.Л.Семенов, С.Е.Артеменко, С.Г.Кононенко, А.А.Артеменко// Слоистые композиционные материалы-98: Сб. трудов Междунар. конф.- Волгоград. -1998.-С.283-284.

177. Артеменко А.А., Калатин А.В. Повышение производительности процесса формования магнитопластов на основе термореактивного связующего //Пластические массы.-2003.- №2.- С.38-39.

178. Влияние термической обработки на структуру и свойства постоянных магнитов Fe-Nd- В / Брехаря Г.П., Савин В.В., Васильева Е.В. и др. // Материалы X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам.- Суздаль, 1991. -С. 34-35.209. Пат. США №4373504, 1989.

179. Васильева Е.А., Немошкалеико В.В., Конен Н.Н. Рентгенографические исследование особенностей структурно-фазовых превращений при отжиге магнитов сплава Fe-Nd-B // Материалы X Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам.- Суздаль, 1991.- С. 32 34.

180. Воронежцев Ю.И., Гольдаде В.А., Пинчук JI.C. Электрические и магнитные поля в технологии полимерных композитов. М.: Наука и техника, 1990. - 263 с.

181. Биткина Н.С., Вернигоров Ю.М., Гасанов Б.Г. Влияние термической обработки на структуру и свойства оксидных магнитов, полученных «сухим» прессованием // Порошковая металлургия. 1990. - №1.- С.26 29.

182. Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. М.: Химия, 1980. - 224 с.

183. Голубков А.Г., Еруков Н.В. Физические основы технологии получения анизотропных изделий из магнитопластов // Материалы XI Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль, 1994,- С. 97.

184. Непомнящий В.В. Постоянные изотропные магниты из ферромагнитных порошков с органическим композиционным покрытием //Порошковая металлургия. -1991 .-№> 11,- С. 21-23.

185. Окисление порошков Nd-Fe-B / Турек К., Опила Ж., Лисковский П., Фигель X. // Материалы X Всезоюзн. конф. по постоянным магнитам, Суздаль, 1991.-С. 59-60.

186. Ларионов О.Г. Некоторые особенности поведения адсорбционных растворов в микропористых сорбентах // Адсорбция в микропорах.- М.: Наука, 1983.- С. 70-74.

187. Эльтекова Н.А., Эльтеков Ю.А. Самоорганизация макромолекул на поверхности адсорбентов // Российский химический журнал.- 1995.- №6. -С. 33-34.

188. Коген-Далин В.В., Комаров Е.В. Расчет и испытания систем с постоянными магнитами. -М: Энергия, 1977.

189. Контроль распределения намагниченности внутри постоянного магнита по его внешнему магнитному полю / В.В.Коген-Далин, Е.И.Каневский, Э.В.Кузнецов,П.А.Курбатов. Электронная техника, сер.1. Электроника СВЧ, 1977, вып. 8, с.63-69.

190. Вонсовский С.В. Магнетизм.-М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984.-208 с.

191. Несбитт Е., Верник Дж. Постоянные магниты на основе редкоземельных элементов: Пер. с англ.- М.: Мир, 1977.- 170 с.

192. Постоянные магниты: Справочник /Альтман А.В.,Гербсрг А.Н.,Гладышев П.А. и др. /Под ред.Ю.М.Пятина. -М.: Энергия, 1980.

193. Артеменко А.А., Кивокурцев А.Ю., Спиридонов Р.В. Возможности применения композиционных РЗМ-магнитов в бесконтактных муфтах /Материалы междунар.науч.-техн. конференции, г.Саратов, 6-8 июля 2001 г

194. Пат. ФРГ 3824619, кл. Н02К 49/10, 1989. Приводная муфта сцепления с постоянными магнитами.

195. А.с. СССР 882377, кл. Н02К 49/10, 1980. Торцовая магнитная муфта.

196. А.с.СССР 1460462, кл. F16D 27/0, 1989. Магнитная муфта-редуктор.

197. А.с. СССР 1282275, кл. Н02К 49/04, 1987. Управляемая гистерезисная муфта.

198. А.с. СССР 1300227, кл. F16D 27/01, 1987. Торцовая магнитная муфта.

199. А.с. СССР 1355793, кл. F16D 27/01, 1987. Динамометрическая магнитная муфта.

200. Коген-Далин В.В.,Комаров Е.В. Расчет и испытания систем с постоянными магнитами. -М.: Энергия, 1977.

201. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. Пер. с англ. -М.: Энергия, 1970.

202. Левченко С.И., Литвинова И.В., Цатурян Г.А. Муфты на основе магнитов из феррита бария //Электронная техника. Сер. 7., Ферритовая техника. -1966, вып. 1, С. 125-132.