Ferritlarning xossalari va qo’llanilishi. Ferritlarni ishlab
chiqarish texnologiyasi. Temir borat monokristalining magnit
xususiyatlari
Hikmat Xotamovich Abidov
Jumaboy Hoshimovich Hamroyev
Yulduz Asror qizi Hayitova
Buxoro davlat universiteti
Annotatsiya: Ma’lumki, magnitooptika yorug’likni magnitlangan moddalar
bilan o’zaro ta’sirini o’rganuvchi fizikaning bo’limi bo’lib, fizikaviy optika va magnit
hodisalar fizikasi kesishishida joylashgan.
Kalit so’zlar: Magnitooptika, ferromagnit, Ferritlar, magnit gisterizi,
spektroskopiya, domenlar, paramagnitlar, diamagnitlar,
Properties and application of ferrites. Technology of
production of ferrites. Magnetic properties of iron borate
monocrystalline
Hikmet Khotamovich Abidov
Jumaboy Hoshimovich Hamroyev
Yulduz Asror daughter Hayitova
Bukhara State University
Abstract: As you know, magnitooptics is a section of physics that studies the
interaction of light with magnetized substances and is located at the intersection of
physical optics and magnetic phenomena physics.
Keywords: Magnetooptics, ferromagnetic, Ferrites, magnetic hysteresis,
spectroscopy, domains, paramagnets, diamagnets,
Magnitooptikning turli yo’nalishlari bo’yicha yirik tadqiqotlar o’tkazib kattagina
iz qoldirgan olimlardan Borivik-Ramanov A.S., Smolenskiy G.A., Krinchik G.S.,
Pisarev R.V., Zvezdin A.K., Valiev U.V., Sokolov B.Yu. va boshqalarni keltirish
mumkin. Magnitooptika bilan tanishishdan oldin keyinchalik kerak bo’ladigan
yorug’likning ba’zi xossalari bilan tanishamiz. Ma’lumki yorug’lik elektromagnit
maydon bo’lib, vaqt va fazoviy o’zaro H E→ → uzviy bog’langan elektr va magnit
maydonlardan iborat. Odatda bizning H E→ → ko’zimiz vaqt bo’yicha bog’langan
"Science and Education" Scientific Journal / ISSN 2181-0842
June 2022 / Volume 3 Issue 6
www.openscience.uz
306
va ning chastotaviy o’zgarishlarini HE22 sezadi ya’ni yorug’likning rangini, uning
rangi hamda intensivligi va ga proportsionaldir. Biroq yorug’lik to’lqinining yana bir
muhim xarakteristikasi mavjud - bu uning qutblanishi. Bu haqida maxsus
qurilmalarsiz ham fikr yuritish mumkin. Agar yorug’lik qutblangan bo’lsa unda
vektorning oxiri (bundan keyin qutblanish haqida fikr yuritilganda faqat uning tashkil
etuvchisi uzunligi haqida gap boradi), ma’lum chastotada tebranish hosil qilib,
ma’lum egri chiziqni chizadi 90
0
ya’ni ellipsni. Bunday yorug’lik, masalan, burchak
ostida atmosferada E→ sochilganda, bizning ko’z tabiiy yorug’likdan farq qila
olmaydi, chunki vektori xaotikdir. Maxsus asboblar mavjud bo’lib ular
polyarizatorlar (qutblagichlar) deyiladi. Ular yordamida faqatgina qutblangan
nurlarni olish emas, balki uning ba’zi qutblanish xarakteristikalarini ham aniqlash
mumkin. Mazkur asboblar magnitooptik tadqiqotlarda keng qo’llaniladi. Ko’pgina
polyarizatorlarning ishlash prinsipi 1808 yilda farangiston harbiy muhandisi Et’en
Malyus tomonidan aniqlangan qiziqarli faktga asoslangan bo’lib, “polyarizasia”
so’zini ham birinchi u kiritgan.
Ferritlar (lotincha “ferrum” - temir) Fe2O3 ning asosli oksidlar bilan hosil
qilgan birikmalari hisoblnadi.Ko’pgina ferritlar yuqori magnitlanuvchanlik,
yarimo’tkazgichlik yoki dielektrik xossalarga ega. Ferritlar tarkibiga kislorod
anionlari O2- va ular orasida kislorod anionlari radiusidan kichik radiusga ega temir
Fe3+ hamda Mk+ ioni joylashgan bo’ladi. Mk+ ioni turli valentlik va turli radiusli
bo’lishi mumkin. Kation va anion orasidagi orsidagi Kulon (elektrostatik) ta’sir
natijasida ma’lum bir tuzilishga ega bo’lgan kristal panjara hosil qiladi va bunda
kationlar turli xil burchaklarda joylashishi mumkin. Fe3+ va Mk+ kationlarining
tartubli joylashishi natijasida ferritlar ferrimagnetizmgahamda unga xos yuqori
magnitlanuvchanlik va Kyuri nuqtasiga ega bo’ladi. Umumiy holda ularning
formulasi: (Mk+O4)m\2∙(Fe2O3)n ; bu yerda M- xarakterli metal; k- metal valenligi;
m va n butun sonlar. Ferritlarning nomi undagi xarakterli metal ioni bilan aniqlanadi.
Agar metal ioni nikel bo’lsa nikelli ferrit, marganes bo’lsa marganesli ferritlar
deyiladi. Ferritlar tarkibiga kruvchi oksidlar miqdoriga qarab - monoferrrit,
biferrit(di-) va poliferritlarga bo’linadi. Monoferritlardan ruxli va kadmiyli (ZnO∙
Fe2O3, CdO∙ Fe2O3) ferritlardan boshqa hammasi magnit xossani namoyon qiladi.
Yadro atrofida elektron(zaryadlangan zarracha) orbital moment impulsi (harakat
miqdori momenti) ni hosil qiladi, bunda natijaviy moment impulsi. Elektron o’zining
xususiy harakat miqdor momentiya’ni spin (S) ga ega. Impulsning to’liq moment
J=LS ga teng. Ferritlarning asosiy boshqarib bo’ladigan parametrlariga: boshlang’ich
va maksilmal magnit singdiruvchanlik, magnitlanuvchanlik to’yinish va qoldiq
induksiya, koersitiv kuch va gisteresiz halqasi kiradi. Magnit xossalari va qo’llanilish
sohasiga qarab ferritlarni quyidagi guruhlarga bo’lish mumkin:
• yumshoq magnitlar
"Science and Education" Scientific Journal / ISSN 2181-0842
June 2022 / Volume 3 Issue 6
www.openscience.uz
307
• qattiq magnitlar
• giterezis halqasi tekis burchakli ferritlar
• O’YuCh (o’ta yuqori chastotali) - texnika uchun qo’llaniladigan ferritlar
• Ferroshpinellar, ferrogranat va pervoksit strukturali ferritlar yumshoq
magnitlarga, geksaferritlar esa qattiq magnitlarga kiradi.
Ferritlar yarimo’tkazgichlar bo’lib, metallardan tayyorlangan ferromagnitlarga
nisbatan nisbiy elektr qarshiligi million va undan ko’p marta katta. O’zgaruvchan
magnit maydonda ishlashda ham ferritlarda uyurmalinuqtalar amalda hosil
bo’lmaydi.Shuning uchun ham ferritlarni yuzlab megagers chastotalarda, metallardan
tayyorlanganlarini esa o’nlab kilogerslarda ishlatish mumkin. Hozirgi vaqtda oddiy
ferritlar juda kam ishlatilb, asosan aralash ferritlar ishlatiladi. Juda keng miqyosda
yumshoq magnitlar, qattiq magnitli ferritlar, to’g’ri burchakli gisterezis halqali,
O’YuCh texnikasi uchun qo’llaniladigan ferritlar va magnitostriksiyasi katta
konstantali ferritlar qo’llaniladi.
Ferritlarni tayyorlashda boshlang’ich moddalar sifatida metal oksidlari, tuzlari
va gidroksidlari xizmat qiladi. Shuning uchun ferritlarni tayyorlashda keramika
texnologiyasidan foydalaniladi. Bu usul qadimdan ma’lum bo’lganligi bilan, nazariy
asoslar yordamida texnik jihatdan yuqori sifatli ferritlar olish qiyin bo’lmoqda.
Ferritlar texnologiyasining asosiy maqsadi ma’lum magnit va elektr xossali material
olishdir. Sanoatda asosan uchta usuldan foydalaniladi: a) tuz va oksidlar kukunlari
mexanik aralashmasi sintezi; b) qattiq tuzlarni termik parchalash; c) karbonat,
gidrokarbonat va oksalatlarni birgalikda cho’ktirish.
Amalda keng miqyosda birinchi usul qo’llaniladi. Bu texnologiya bo’yicha
ferritlarni tayorlash boshlang’ich moddalari sifatida kimyoviy formulaga mos
keladigan metal oksidlari nisbati hisoblanadi.
Xomashyoga juda katta talablar qo’yiladi, chunki ferritlar tarkibidagi
qo’shimchalar juda sezilarli darajada ta’sir qiladi. Ba’zi tadqiqotchilar fikricha
qo’shimchalar miqdori massa jihatidan 0,01…0,05 %dan oshmasligi lozim[26].
Qimmatligi va qo’llanilishi qiyinligi sababli bunday toza xomashyoni zavodlar
miqyosida qo’llash qiyin kechadi. Shuning uchun sanoatda ishlatiladigan
xomashyodan sifati past mahsulot olinadi. Texnologiya uchun xomashyoning fizik-
kimyoviy xossalari, ya’ni kristall panjaraning defektligi, zarrachalar sathi holati va
hokazolar muhim ahamiyatga ega. Ferritlar ishlab chiqarishda asosiy xomashyo
sifatida temir oksidi ishlatiladi, bunda ferritlar tarkibida uning miqdori 60 % dan 90%
gacha bo’ladi. Shuning uchun eng ko’p qo’shimchalar temirli xomashyo bilan kirib
qoladi. Kerak bo’ladigan qo’shimchalarsiz toza temir oksidi olish uchun
qo’shimchalari ma’lum miqdorda bo’lgan xomashyo, ma’lum dispersli kukun, temir
oksidining kristal panjara modifikatsiyasi nisbatlari va hokazo olinadi.
"Science and Education" Scientific Journal / ISSN 2181-0842
June 2022 / Volume 3 Issue 6
www.openscience.uz
308
Keramik ferritlar kristal fazasi asosi temir oksidi va boshqa oksidlar hisoblanadi.
Ferritlarning asosiy xossalari nafaqat ularning kimyoviy tarkibi va birikmalar
strukturasi, balki olish texnologiyasi jarayonida beriladigan jism shakli
mikrostrukturasiga ham bog’liq.
Magnitlar sanoatda juda jadal suratlarda kirib bormoqda magnitlar ikki turi
mavjud bo’lib, magnitlar - bu boshqa metallarga tegmasdan jalb qiladigan yoki
qaytaradigan maydon hosil qiluvchi materiallar xisoblanadi. Tabiiy magnitlar
miloddan avvalgi 500 yildan kam bo'lmagan vaqtdan beri ishlatilgan va o'rganilgan
80-yillardayoq sun'iy magnitlarning yangi sinflari ishlab chiqilgan. Magnitlar oziq-
ovqat ro'yxatini yopishtirishdan tortib muzlatgichgacha, elektr energiyasini ishlab
chiqarish, Maglev poezdlarini ishlatish, elektromabilarda, akseal va radial,
generorlarda, dironlarda va medidsinada ishlatilmoqda, Doimiy magnitlar eng ko’p
tarqalgan turidir. Chunki magnitlanganidan so'ng, ular hech bo'lmaganda ma'lum
darajada magnitlangan bo'lib qoladi, garchi ba'zi doimiy magnitlarga yuqori harorat
ta'sir qiladi. Ba'zi doimiy magnitlar ma'lum bir haroratda kuchini yo'qotadi va oxir-
oqibat haddan tashqari haroratda demagnetizatsiya qilinadi.
Doimiy magnitlar to'rtta materialdan foydalaniladi. Keramika yoki ferrit, alniko,
neodimiyum temir (NdFeB) va samarium kobalt (SmCo). Magnetlar turiga ko'ra,
alniko neodymium (NdFeB) magnitlar mavjud bo'lgan doimiy magnitlarning eng
mashhur turi xisoblanib, bu turdagi magnitlar shamol turbinasidagi generatorlarda va
dronlarda assiy qismi sifatida foydalaniladi.
Alnico magnit tayorlanishi, ular alyuminiy, nikel va kobalt birikmasi asosida
tayorlangani sababli shunday nomlangan, bu turdagi magnitlar birinchi bo'lib 1940-
yillarda ishlab chiqarish boshlangan. Ushbu turdagi magnit boshqa magnitlar bilan
yon-mayon qo’yish orqali osongina magnitlanish kuzatiladi, Bu turdagi magnit
boshqa barcha doimiy magnitlarga qaraganda yuqori haroratga chidamli xisoblanadi.
Maqolalarni taxlil qilish natijasida Neodimiyum magnit turi o’zida uzoq vat o’ziga
metalni torta olishi mustahkamligi sanoatda keng qo’llanilishga olib kelgan, bur
turdagi magnitlar 1970-1980 yil oralig’ida yaratilgan tarkibi kobalt va temir
qo’shimchasidan iborat.
Magnit metallardagi aylanish dinamikasi har doim ham nazariy, ham
eksperimental nuqtai nazardan katta qiziqish uyg'otgan, chunki magnit maydonlar
orqali muhitning magnitlanishini manipulyatsiya qilish zarurati tobora ortib
bormoqda. Ular orasida Co
2
FeAl (CFA) asosan oʻrganilgan, chunki u yuqori,
Kyuri
harorati
da magnit maydon to’yinish nuqtasiga erishi mumkinligi adabiyotlarda aytib
o’tilgan. Odatda metal magnit va materiallari quvat zichligi yuqori xisoblanadi.
Magnit-rezonans
tomografiyada
foydalanish
mumkin
bo'lgan
ajoyib
superparamagnetizm xususiyatlariga ega. Superparamagnit NPlarning magnit
xossalari ilovalarda yaxshi nazorat qilinishi mumkin, chunki ular tashqi magnit
"Science and Education" Scientific Journal / ISSN 2181-0842
June 2022 / Volume 3 Issue 6
www.openscience.uz
309
maydonga kuchli javob beradi.
Fe
3
O
4
lar superparamagnit biomos keluvchi va MRI,
elektron mikroskoplarda foydalaniladi. Nanosferalar va nanoprizmalar asosida
monokristalla
r
hosil qilinadi. Markazlashtirilgan kubik (fcc) struktura va ikki xil
morfologiyaga ega (nanosferalar va nanoprizmalar) Fe
3
O
4
nanozarrachalari (NPs)
oson bir bosqichli usul bilan sintez qilindi. Sintezlangan Fe
3
O
4
nanosferalar va
nanoprizmalar monokristalli va magnit maydonda ajraladigan bo'lgan. Dibenzil efirga
turli hajm nisbatlarida tayyorlanadi magnitning o'lchamlari 5 dan 21 nm gacha
bo'lgan sintezdagi OAm miqdori Fe
3
O
4
morfologiyasini sezilarli darajada nazorat
qilishi mumkin kristallangan yuzalarga ega bo'lgan panjara tuzilmalari turli sirt faol
moddalar va erituvchilar nisbati shartlariga mos keladi. Sintetik Fe
3
O
4
magnit shakli
qanday bo'lishidan qat'i nazar, monokristalli edi.
Aylana harakatlanish natijasida halqalarda yulduzcha diffraktsiya nuqtalaridan
tashkil topishi bir qator konsentrik doiralar kuzatiladi. Har bir nuqta monokristaldagi
atomlarning
bitta
orientatsion
tartibini
ifodalaydi. Dog'lar
nanoprizmalar
yo'nalishining umumiy aylanish tendentsiyalari bo'yicha aylanalarga to'planadi.
Bunday monokristallarni nozik va nazorat qilish qiyin bo'lib qolmoqda, ammo
nanokompozitlarning yangi integratsiyalashgan xususiyatlari qiziqarli natijalar
berishi kutilmoqda.
Ferritlar ishlab chiqarishda gidravlik, richagli, ekstsentrik va
boshqa presslardan foydalaniladi. Mahsulot turi va uning massasiga qarab presslash
bosimi o’zgaradi (10 dan 300MPa gacha). Press-formada bir tomonlama presslashda
bosim notekis taqsimlanishi tufayli bir jinsli bo’lmagan yarimmahsulot hosil bo’lib,
tayyorlanadigan qismlar o’lchamini qisqartirib qo’yadi. Universal va bu
kamchiliklarni oldini oladigan usulga gidrostatik (izostatik) presslash usuli kiradi. Bu
usulda bosim suyuqlik orqali rezina qobiqli press-kukunga beriladi.Bunday usul bilan
mayin devorlili murakkab shakllar olinadi.
Yuqori haroratli kuydirish jarayonida ferritlarning ishlatilish sohasini
aniqlaydigan mikrostruktura hosil bo’ladi. To’g’riburchakli gisterezis halqali ferritlar
uchun bunday xossalarga koersetiv kuch, tog’riburchaklilik va kvadrat koeffisiyenti,
to’yinish magnitlanuvchanlik vaqti va boshqalar xosdir. Kichik donador ferritlar katta
donador ferritlarga nisbatan tezroq ta’sir etuvchi ya’ni to’yinish magnitlanuvchanlik
vaqti kichik bo’ladi. Donadorlik kattalashishi bilan koersitiv kuch pasayadi, lekin
to’yinish magnitlanuvchanlik vaqti oshadi. Mikrostruktura har xil donador bo’lsa,
uning gisterezis halqasi tekisburchakligi buziladi. Aylana halqali gisterezisga ega
bo’lgan yumshoq magnitli ferritlar (yuqori singdiruvchan ferritlar)magnitxossalariga
g’ovaklik, donalar o’lchami, donalar har xilligi katta ta’sir ko’rsatadi. G’ovaklik
domen chegaralarining harakatlanishiga xalaqit beradi, natijada koersetiv kuch oshib
ketadi. Masalan, Mn-Zn li ferritning tuzlar va oksidlar mexanik aralashtirish
usulida,yuqori haroratda (1150…100 ) ikkilamchi qaytakristallash yo’li bilan yirik
donalar olinadi, bunda donalar ichida g’ovaklilik oshadi.
"Science and Education" Scientific Journal / ISSN 2181-0842
June 2022 / Volume 3 Issue 6
www.openscience.uz
310
| 