Способ получения радиопоглощающего магний-цинкового феррита


 


Владельцы патента RU 2454747:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к технологии получения радиопоглощающего магний-цинкового феррита, который может найти широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры. Техническим результатом изобретения является получение дешевого магний-цинкового феррита с высокими радиопоглощающими свойствами в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц. Предложенный способ включает синтез ферритового порошка из оксидов магния, цинка и железа, измельчение синтезированной шихты до размеров частиц 1-3 мкм, гранулирование шихты с введением связки, прессование заготовок и спекание, при этом охлаждение заготовок после спекания при температуре ниже 950°С проводят в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в интервале от 0,01 до 0,3 кПа. 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц.

Известен способ получения радиопоглощающих никель-цинковых ферритов (Патенты США №5965056 и 6146545). Способ включает синтез ферритового порошка из оксидов никеля, цинка и железа, измельчение синтезированной шихты до размеров частиц 1-3 мкм, гранулирование шихты с введением связки, прессование заготовок, спекание и последующее охлаждение спеченных заготовок в воздушной среде. Поглощение радиоволн радиопоглощающими ферритами обусловлено магнитными потерями в результате резонанса магнитных доменных стенок и ферромагнитного резонанса. Недостатками известных никель-цинковых ферритов являются недостаточное поглощение радиоволн в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц и высокая стоимость из-за дороговизны никельсодержащего сырья. Известен также способ получения магний-цинковых ферритов, электромагнитные свойства которых близки к свойствам никель-цинковых ферритов (см. Летюк Л.М., Журавлев Г.И. Химия и технология ферритов, - Л.: Химия, 1983, с.93).

Способ включает синтез ферритового порошка из оксидов магния, цинка и железа, измельчение синтезированной шихты до размеров частиц 1-3 мкм, гранулирование шихты с введением связки, прессование заготовок, спекание и последующее охлаждение спеченных заготовок в воздушной среде. Преимуществом магний-цинковых ферритов является низкая стоимость, обусловленная дешевизной магнийсодержащего сырья. Однако известные магний-цинковые ферриты также недостаточно поглощают электромагнитное излучение в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц.

Глобальная задача изобретения - получение ферритов с низкой стоимостью и с высокими радиопоглощающими свойствами в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц.

Технический результат достигается тем, что способ получения радиопоглощающего магний-цинкового феррита, включающий синтез ферритового порошка из оксидов магния, цинка и железа, измельчение синтезированной шихты до размеров частиц 1-3 мкм, гранулирование шихты с введением связки, прессование заготовок и спекание в воздушной среде, предусматривает охлаждение заготовок после спекания при температуре ниже 950°С в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в интервале от 0,01 до 0,3 кПа.

Технология магний-цинкового феррита включает смешивание ферритообразующих оксидов магния, цинка и железа, синтез ферритового порошка из полученной смеси в печах в воздушной среде прокалкой смеси исходных оксидов в интервале температур 900-980°С, введение поливинилового спирта в качестве связки и гранулирование полученной смеси, формование сырых заготовок в виде пластин из синтезированного ферритового порошка прессованием и высокотемпературное спекание заготовок в воздушной среде при 1290-1350°С.

Охлаждение спеченных заготовок в среде с пониженным парциальным давлением кислорода приводит к частичному восстановлению ионов железа в материале феррита Fe3+ с переходом в ионы Fe2+. В результате снижается удельное электросопротивление феррита и формируется микроструктура из зерен, обладающих определенной электропроводностью. Эти зерна окружены зернограничными прослойками с низкой электропроводностью, выполняющие функции конденсаторов электрических зарядов. Полученная структура обеспечивает увеличение диэлектрической проницаемости материала феррита из-за возрастания электрической емкости материала. Высокая диэлектрическая проницаемость обеспечивает возрастание диэлектрических потерь в материале феррита.

Пример.

Проводили определение сравнительной эффективности предлагаемого способа получения радиопоглощающих магний-цинковых ферритов состава (мас.%): MgO - 11, ZnO - 15, Fe2O3 - 74 и известного способа. В качестве исходных компонентов в предлагаемом способе использовали высокочистые оксиды магния (ГОСТ 4526-75 «х.ч.»), цинка (ГОСТ 10262-72 «ч.д.а.»), меди (ГОСТ 16539-79 «ч.д.а.»), железа (ТУ 6-09-4783-83 «ММ-1»).

Исходные компоненты смешивали в ходе совместного измельчения в вибромельнице М-50 в течение 5 часов. Синтез ферритовой шихты проводили прокалкой смеси при 960°С в туннельной печи с воздушной средой. Синтезированные порошки измельчали мокрым помолом в аттриторе в течение 10 часов до удельной поверхности 6000 см2/г, соответствующей среднему размеру частиц 2 мкм.

В высушенный после измельчения порошок вводили связку в виде водного раствора поливинилового спирта с целью приготовления гранулированного порошка методом распылительной сушки. Из гранулированных порошков изготавливали пластины 60×60×6 мм прессованием под давлением 100 МПа, которые затем спекали в туннельной печи при 1320°С с регулируемой атмосферой кислорода при охлаждении ниже 950°С. Для сравнения изготавливали пластины из шихты, полученной по известному способу (Патент США №6146545). Усредненные данные по измерению диэлектрической проницаемости и частотной зависимости коэффициента отражения радиоволн от поверхности пластин приведены в таблице 1.

Таблица 1
№ п/п Po2, кПа Диэлектрическая проницаемость Коэффициент отражения, дБ Примечание
при частоте поля при частоте поля
30 МГц 200 МГц 1000 МГц 30 МГц 200 МГц 1000 МГц
1 20,8 12 11 10 -23 -24 -15 Прототип
2 0,005 203 130 72 -25 -26 -18 Выход за пределы
3 0,01 234 175 131 -30 -34 -23 Согласно формуле
4 0,1 239 176 134 -31 -40 -29 Согласно формуле
5 0,3 126 120 103 -27 -39 -26 Согласно формуле
6 0,4 99 85 69 -21 -25 -20 Выход за пределы

Как видно из данных таблицы, изготовление радиопоглощающих магний-цинковых ферритов по предлагаемому способу позволяет значительно снизить отражение радиоволн от поверхности пластин. Ухудшение параметров при выходе за пределы изобретения можно объяснить либо недостаточным количеством ионов Fe2+, образующихся при охлаждении ферритов после спекания (при парциальном давлении кислорода более 0,3 кПа), либо избыточным количеством ионов Fe2+ (при парциальном давлении кислорода менее 0,01 кПа). Избыточное количество ионов Fe2+ приводит к заметному повышению электропроводности ферритов, повышая тем самым отражение электромагнитных волн от поверхности.

Способ получения радиопоглощающего магний-цинкового феррита, включающий синтез ферритового порошка из оксидов магния, цинка и железа, измельчение синтезированной шихты до размеров частиц 1-3 мкм, гранулирование шихты с введением связки, прессование заготовок и спекание, предусматривает охлаждение заготовок после спекания при температуре ниже 950°С в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в интервале от 0,01 до 0,3 кПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиофизике, антенной технике и может найти применение при создании поглотителей электромагнитных волн, используемых для оснащения сверхширокодиапазонных многофункциональных безэховых камер (БЭК) и экранированных помещений, обеспечивающих проведение радиотехнических измерений и испытаний технических средств на соответствие нормам и требованиям электромагнитной совместимости.

Изобретение относится к области радиотехники и звукотехники и может использоваться при строительстве и оборудовании безэховых камер (помещений с радио- и звукоизоляцией), которым предъявляются повышенные требования, и которые могут найти применение при проверке и сертификации электро-радиоприборов на электромагнитную совместимость и помехоустойчивость, звукозаписи и т.п.
Изобретение относится к антенной технике, в частности к радиопоглощающим покрытиям (РПП) и поглотителям, используемым в конструкциях антенн и антенных систем для оптимизации радиотехнических характеристик и уменьшения влияния близко расположенных металлических и диэлектрических поверхностей.

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к материалам для поглощения электромагнитных волн, и может найти применение для повышения скрытности и уменьшения вероятности обнаружения радиолокаторами объектов и оборудования наземной, авиационной, ракетной и космической техники.

Изобретение относится к многофункциональным покрытиям, обеспечивающим радиопоглощение, и может быть применено в радиотехнике. .

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн (ЭМВ), в том числе в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), и может быть использовано для снижения радиолокационной заметности различных объектов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для изготовления поглотителей электромагнитных излучений в волноводных и антенно-фидерных системах, высокочастотных блоках приборов и безэховых камерах.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к поглотителям электромагнитных волн. .
Изобретение относится к области рецептуры и технологии нанесения радиопоглощающих покрытий, наносимых на металлические или резиновые поверхности. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению спеченных постоянных магнитов системы РЗМ-Fe-B. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошковых магнитострикционных ферритов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошковых магнитострикционных ферритов. .

Изобретение относится к получению магнитоактивных соединений - основы магнитных жидкостей, которые обладают уникальным сочетанием текучести и способностью взаимодействовать с магнитным полем.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению ориентированной кремнистой стали с высокими электромагнитными свойствами. .

Изобретение относится к формированию интенсивного неоднородного магнитного поля в ограниченном пространстве и может быть использовано для эффективных головок записи на магнитные носители с высокой плотностью информации и устройств для переключения спинтронных нанокомпонентов в электронике, повышения пространственного разрешения, чувствительности и функциональных возможностей магнитных сенсорных устройств, в частности магнитных силовых микроскопов, создание новых типов биочипов для биохимической диагностики среды на основе манипуляторов магнитными нанометками, сепарации биологических нанообъектов и химических веществ по их магнитным свойствам в микро- и нанообъемах и др.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению спеченных магнитов системы РЗМ-Fe-B. .
Изобретение относится к области получения магнитных жидкостей, а также к области синтеза основного компонента магнитной жидкости феррофазы (высокодисперсного магнетита).

Изобретение относится к нанотехнологии изготовления нанокомпозита FeNi3/пиролизованный полиакрилонитрил (ППАН)
Наверх