Методика получения феррита меди из отходов микроэлектроники

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки новых методик по утилизации металлических отходов. Данное направление, при участии различных интенсифицирующих воздействий, относится к ресурсосберегающим, технологическим, минимизирующим объемы капитальных затрат на сырьё, производство и последующую реализацию. Цель: получить из железных и медных отходов микроэлектроники феррит меди, полезный и крайне востребованный продукт в данной отрасли отечественной промышленности, особенно сегодня, когда на нашу страну наложено множество санкций, в том числе и по части микроэлектроники. Затем изучить его магнитные свойства и сделать вывод о возможности его применения. Объекты: образцы железных и медных отходов в виде пластинок, проволоки и стружки. Методы: волюмометрия, электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, изучение магнитной восприимчивости. Результаты. Из железосодержащих отходов микроэлектроники был получен мелкодисперсный оксид железа (III), который находит применение в электротехнике в составе высоковольтных резисторов для заземления нейтрали сетей, ионно-литиевых аккумуляторов, в качестве носителя аналоговой и цифровой информации; в радиотехнической отрасли в составе низковольтных резисторов, высокочастотных дросселей, малогабаритных импульсных трансформаторов. Из медьсодержащих отходов был получен мелкодисперсный оксид меди (II), который находит применение в производстве люминофоров и сухих аккумуляторных элементов - в батареях с жидкостными элементами в качестве катода, с литием в качестве анода и диоксаланом, смешанным с перхлоратом лития, в качестве электролита. Кроме того, он находит применение в качестве полупроводника p-типа, поскольку имеет узкую запрещенную зону 1,2 эВ, используется при изготовлении фотоэлементов в солнечных панелях. Из полученных оксидов спеканием был синтезирован феррит меди. Кольца из таких сплавов служат в трансформаторах сердечником. Деталь в несколько тысяч раз повышает индукцию магнитного поля, благодаря чему устройства передают большую мощность, чем они могли бы делать это с сердечником не из феррита. Кольцевые сердечники из феррита встречаются не только в трансформаторах, но и в прочей электронике, например в устройствах магнитной памяти.

Relevance. The need to develop new methods for metal waste disposal. This direction, with the participation of various intensifying influences, refers to resource-saving, technological, minimizing the volume of capital costs for raw materials, production and subsequent sale. Aim. To obtain copper ferrite from iron and copper waste of microelectronics. Copper ferrite is a useful and highly demanded product in this branch of domestic industry, especially now, when many sanctions have been imposed on our country, including in terms of microelectronics. To study its magnetic properties and draw a conclusion about the possibility of its application. Objects. Samples of iron and copper waste in the form of plates, wire and shavings. Methods. Volumetric analysis, electron microscopy, X-ray phase analysis, study of magnetic susceptibility. Results. The authors have produced finely dispersed iron (III) oxide from iron-containing microelectronics waste. This oxide is used in electrical engineering as part of high-voltage resistors for grounding the neutral of networks, lithium-ion batteries, as a carrier of analog and digital information. In the radio engineering industry it is used as part of low-voltage resistors, high-frequency chokes, small-sized pulse transformers. The authors produced finely dispersed copper (II) oxide from copper-containing waste. This oxide is used in production of phosphors and dry batteries - in batteries with liquid cells as a cathode, with lithium as an anode and dioxalane mixed with lithium perchlorate as an electrolyte. In addition, it finds application as a p-type semiconductor, since it has a narrow bandgap of 1.2 eV, and manufacturing photovoltaic cells in solar panels. Copper ferrite was synthesized from the obtained oxides by sintering. Rings made of such alloy serve as a core in transformers. The part increases the magnetic field strength by several thousand times, making the devices transmit more power than they could with a non-ferrite core. Ferrite ring cores are found not only in transformers, but also in other electronics (e.g. magnetic memory).