Карбонильное железо
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Карбонильное железо — это чистое мелкодисперсное железо луковичной структуры (с размером частиц от 1 мкм до 20 мкм(μm)) высокой степени чистоты, которое получают путём разложения пентакарбонила железа в вертикальных цилиндрических аппаратах разложения. Основной примесью в карбонильном железе является углерод, побочными примесями являются азот и кислород.[1]
| Карбонильное железо | |
|---|---|
 Визуальный вид порошка карбонильного железа | |
| Общие | |
| Систематическое наименование | Карбонильное железо |
| Сокращения | КЖ, железо ОСЧ |
| Хим. формула | Fe |
| Внешний вид | Мелкодисперсный порошок серого цвета |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Примеси | С от 0,01% до 1,2% N до 1,2% O до 1,2% |
| Молярная масса | 55,845 г/моль |
| Плотность | 7,8 г/см³ |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | луковичная структура |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 7439-89-6 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Производство порошкового карбонильного железа, основанное на термическом разложении его пентакарбонила, является второй фазой карбонил-процесса, в которой исходному металлу — железу придаются вполне определённые физико-химические свойства (дисперсность, химический состав, структура частиц), обеспечивающие достижение заданных электромагнитных параметров материала.
Развитие различных технологий сделало очевидным преимущества использования карбонильного железа в следующих областях: порошковая металлургия, электротехника, машиностроение, электроника, радиотехника, электромагнитные муфты и так далее.[1]
История
[править | править код]С 1925 г. при активных разработках эффективного синтеза пентакарбонила железа начали проводиться работы по его разложению с целью получить высокодисперсный порошок железа. Изначально подбиралось опытное оборудование, в котором наиболее оптимально протекал процесс термического разложения пентакарбонила железа при температурах 260—280°С. В тот же год на полученном порошковом железа проводилась последующая термическая обработка при 350С водородом и Шлехт достигал значительного снижения содержащихся в них примесей углерода и кислорода. При дополнительной газовой сепарации порошка выделялась однородная фракция его, применявшаяся в технике слабых токов для изготовления магнитодиэлектрических сердечников.[2]
Детальное изучение электромагнитных свойств порошкового карбонильного железа началось в 1925 г. фирмой «Siemens» в Германии, которая применила этот материал для изготовления сердечников катушек индуктивности аппаратуры проводной связи. Было установлено, что такой порошок обладает весьма низкими потерями на гистерезис, вихревые токи и магнитную вязкость, что делало применение его для указанной цели особенно перспективным. После полученных данных вся Западная Европа стала применять карбонильное железо для изготовления сердечников для катушек индуктивности.[2]
В связи с этим с 1927 г. в Германии на заводе в г. Оппау было пущено в эксплуатацию крупное производство порошкового карбонильного железа. В сороковых годах США и Англия на основе патентов фирмы «И. Г. Фарбениндустри» также организовали у себя промышленное производство порошкового карбонильного железа, и с тех пор оно широко используется во всех технически развитых странах.[2][3]
В Советском Союзе синтез пентакарбонила железа был осуществлен в 1930—1933 гг. П. В. Усачевым, В. Г. Телегиным и В. Л. Волковым на опытной установке в Государственном институте высоких давлений.[2]
В 1935—1940 гг. В. Г. Телегиным, а позднее В. И. Евсеевым проводились также работы по получению порошков карбонильного железа разложением пентакарбонила. В 1941 г. на одном из заводов химической промышленности было организовано небольшое производство порошков карбонильного железа, которое работало в 1946 г., выпуская порошки для промышленности средств связи.[2]
С 1948 г. все работы по технологии синтеза пентакарбонила железа, получению порошков карбонильного железа и созданию магнитодиэлектриков на их основе проводились в специальной лаборатории, созданной в Москве. В 1950—1952 гг. на основе работ этой лаборатории в системе химической промышленности началось строительство крупного производства порошкового карбонильного железа, которое запустилось в 1953 г.[2], а в 1986 г. была проведена полная реконструкция производства. Выпуск порошков карбонильного железа не прекращается из-за растущей потребности применения во многих областях, а также ведутся исследовательские работы в новых областях возможного применения порошкового железа.
Области применения
[править | править код] | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Карбонильное железо нашло своё применение в следующих областях:
- Радиоэлектроника и проводная связь;[4]
- Порошковая металлургия[5];
- MIM-технология;
- Магнитнопорошковая дефектоскопия (МПК)[6][7];
- Алмазный инструмент;
- Синтез искусственных алмазов;
- Магнитореологические жидкости(MRF)[8];
- Электромагнитные муфты;[9]
- Радиопоглощающие материалы (РПМ) и покрытия (РПП)[10][11];
- Ферросплавы и технически чистое железо для прецизионных сплавов[5];
- Препараты от железодефицитной анемии и БАД на основе железа;
- Порошковое железо класса ОСЧ для различных целей;
- Катализатор в системе среднетемпературной паровой конверсии монооксида углерода (СО);
- Феррография[12][13].
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 Волков В. Л., Сыркин В. Г., Толмасский И. С. Карбонильное железо / под ред. изд. С. Л. Зангер, тех. ред. В. В. Баталова. — Москва: "Металлургия", 1969. — С. 9—13. — 256 с.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Волков В. Л., Сыркин В. Г., Толмасский И. С. Карбонильное железо / под ред. изд. С. Л. Зангер, тех. ред. В. В. Баталова. — Москва: Металлургия, 1969. — С. 14—17. — 256 с.
- ↑ Сыркин В. Г. Карбонилы металлов / рецензенты: д.т.н Цирлин А. М., д.х.н. Жоров Ю. М.. — Москва: "Химия", 1983. — С. 52. — 200 с.
- ↑ Волков В. Л., Сыркин В. Г., Толмасский И. С. Карбонильное железо / под ред. изд. С. Л. Зангер, тех. ред. В. В. Баталова. — Москва: "Металлургия", 1969. — С. 214—221. — 256 с.
- ↑ 1 2 Волков В. Л., Сыркин В. Г., Толмасский И. С. Карбонильное железо / под ред. изд. С. Л. Зангер, тех. ред. В. В. Баталова. — Москва: "Металлургия", 1969. — С. 230—238. — 256 с.
- ↑ Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 56512— 2015
- ↑ Волков В. Л., Сыркин В. Г., Толмасский И. С. Карбонильное железо / под ред. изд. С. Л. Зангер, тех. ред. В. В. Баталова. — Москва: "Металлургия", 1969. — С. 229—230. — 256 с.
- ↑ Беляев Е. С., Ермолаев А. И., Титов Е. Ю., Тумаков С. Ф. Магнитореологические жидкости: технологии создания и применение / рецензент д. х. н. Кутьин А. М., под ред. Плехова А. С.. — Нижний Новгород: Нижегород. гос. тен. ун-т им. Р. Е. Алексеева, 2017. — С. 44—55. — 94 с. — ISBN 978-5-502-00963-8.
- ↑ Волков В. Л., Сыркин В. Г., Толмасский И. С. Карбонильное железо / под ред. изд. С. Л. Зангер, тех. ред. В. В. Баталова. — Москва: "Металлургия", 1969. — С. 221—225. — 256 с.
- ↑ Пономаренко В. И., Лагунов И. М. ПОГЛОТИТЕЛИ РАДИОМАГНИТНЫХ ВОЛН. Радиофизическая теория. Методы расчета. Монография / рецензенты д-р физ.-мат. наук Розанов К. Н., д-р физ.-мат. наук Старостенко В. В.. — Симферополь: ПОЛИПРИНТ, 2021. — С. 25—40. — 263 с. — ISBN 978-5-6046400-1-2.
- ↑ Журавлев В. А., Сусляев В. И., Коровин Е. Ю., Доценко О. А. Радиопоглощающие свойства содержащих карбонильное железо композитов на СВЧ и КВЧ // Исследовано в России : электронный научный журнал. — 2010. — № 35. — С. 404—411.
- ↑ Арутюнов М. Г., Патрунов В. Г. Феррография - магнитная скоростная печать. — Москва: "Энергия", 1964. — 223 с.
- ↑ Арутюнов М. Г. Феррография. — Москва: Энергоиздат, 1982. — 312 с.