Северский технологический институт НИЯУ МИФИ
В. Л. Софронов, декан технолог. фак., e-mail: sofronov@ssti.ru
А. С. Буйновский, профессор каф. химии и технологии материалов современной энергетики технолог. фак.
А. Н. Жиганов, руководитель
А. Ю. Макасеев, зам. руководителя
Ю. Н. Макасеев, доцент каф. химии и технологии материалов современной энергетики, технолог. фак.
В статье приведены результаты разработки экологически чистой, малоотходной, «сухой» фторидной технологии получения магнитных материалов на основе редкоземельных металлов системы Nd—Fe—B. Сформулированы физико-химические основы и экспериментально изучены базовые стадии предлагаемой технологии: фторирование сырья элементным фтором, кальциетермическое внепечное восстановление фторидов с получением компактных слитков сплавов и лигатур, изготовление магнитов методом порошковой металлургии с использованием механического или гидридного измельчения, а также переработка отходов. Термодинамический анализ, проведенный в работе для процессов фторирования оксидов и металлотермического восстановления соединений редкоземельных и переходных металлов показал, что эти процессы необратимо сдвинуты в сторону образования продуктов реакции. Приведены результаты исследований кинетики процессов фторирования и кальциетермического восстановления, проведенных на термогравиметрических установках. Изложены результаты экспериментальных исследований всех стадий получения магнитных материалов, которые проводили на разработанных авторами установках. Анализы свойств исходных материалов и полученных продуктов проводили с применением современных физико-химических методов. Приведены результаты исследований влияния ряда факторов на выход и качество сплавов, получаемых внепечной восстановительной плавкой. Образцы магнитов, изготовленные методом порошковой металлургии из слитков сплавов восстановительной плавки, соответствуют требованиям ТУ на магниты. Предложена схема переработки различных отходов.
Работа выполнена в рамках государственного контракта П509 от 14 мая 2010 г. по Федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 гг.
1. Цыганкова Г. В., Пасечник О. Ю. Анализ зарубежного опыта производства и использования высокочистых редкоземельных и тугоплавких редких металлов // Высокочистые вещества. — М., 1991. С. 43–61.
2. Елютин А. В., Цыганкова Г. В. Требования к чистоте и качеству редкоземельных металлов и сплавов с магнитными и магнитострикционными свойствами // Там же. — М., 1991. № 3. С. 7–13.
3. Мишин Д. Д. Магнитные материалы. — М. : Наука, 1991. — 384 с.
4. Бурханов Г. С., Кольчугина Н. Б., Бурханов Ю. С. Высокочистые редкоземельные металлы — стратегический резерв для создания нового поколения материалов функционального назначения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М., 2005. С. 13–32.
5. Михайличенко А. И., Михлин Е. Б. Редкоземельные металлы. — М. : Металлургия, 1987. — 232 с.
6. Пат. РФ 2060290 МКИ С 16 С 22 С 28/00. Способ получения магнитных сплавов / Буйновский А. С., Софронов В. Л., Хандорин Г. П. и др. БИ. 1994. № 4.
7. Пат. РФ 2111833 МКИ C 16 B 22 F 8/00. Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов / Буйновский А. С., Софронов В. Л., Макасеев Ю. Н. и др. БИ. 1996. № 15.
8. Буйновский А. С., Софронов В. Л., Кобзарь Ю. Ф. и др. Фторидная технология получения высоко-энергетических магнитных сплавов и лигатур на основе редкоземельных металлов // Журн. прикл. химии. 1995. Т. 68, № 5. С. 755–762.
9. Щербаков В. И., Зуев В. А., Парфенов А. В. Кинетика и механизм фторирования соединений U, Рu и Np фтором и галогенфторидами. — М. : Энергоатомиздат, 1985. — 128 с.
10. Раков Э. Г. Химия и технология неорганических фторидов. — М. : МХТИ, 1990. — 162 с.
11. Тураев Н. С., Жерин И. И. Химия и технология урана — М. : Руда и металлы, 2006. — 396 с.