Ферритовый материал

Заявленное изобретение относится к ферритовым материалам с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции, которые могут быть использованы в сверхвысокочастотных (СВЧ) системах, например в антенных элементах фазированных антенных решеток. Ферритовый материал получен из смеси порошков из Fe2O3, Li2CO3, Bi2O3, ZnO, NiO, Na2CO3, MnCO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид железа 71,38±0,1, карбонат лития 4,17±0,05, карбонат натрия 0,79±0,03, оксид цинка 10,39±0,1, оксид никеля 3,18±0,05, карбонат марганца 9,79±0,1, оксид висмута 0,3±0,03. Снижение диэлектрических потерь и повышение значения остаточной магнитной индукции материала является техническим результатом изобретения. Кроме того, мелкозернистая структура ферритового материала позволяет повысить прочность изделий и точность их механической обработки. 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к ферритовым материалам, предназначенным для использования в сверхвысокочастотных (СВЧ) системах, например в антенных элементах фазированных антенных решеток, в частности к ферритовым материалам с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции.

Известно, что различные свойства ферритовых материалов, влияющие на возможность их использования в различных системах, зависят определенным образом от некоторых внешних факторов и параметров самого материала. Так на намагниченность ферритового материала влияет окружающая температура: намагниченность с увеличением температуры уменьшается до достижения температуры точки Кюри, при которой она исчезает, т.е. материал становится парамагнетиком. Следовательно, для того чтобы состав имел высокую намагниченность, он должен иметь более высокое значение точки Кюри. Кроме того, на эксплуатационные свойства материала оказывают существенное влияние такие параметры, как диэлектрические потери, структура материала и др. Причем высокое значение остаточной магнитной индукции положительно сказывается, например, на быстродействии локационных систем, а мелкозернистость структуры повышает прочность изделий и позволяет существенно снизить негативное влияние немагнитных зазоров.

Известен ферритовый материал литий-титановой системы, содержащий, мас.%:

Li2CO3 33,53
Fe2O3 24,16
TiO2 42,31.

(см. «Кристаллохимия феррошпинелей.» Бляссе Ж. Перевод с англ. Под ред. Б.Е.Левина. М., «Металлургия», 1968, стр.134.)

Этот материал имеет температуру точки Кюри, равную -148°С, и, следовательно, при рабочих температурах порядка -50°С он становится парамагнитным, не имея намагниченности и соответствующих ей свойств.

Известен ферритовый материал, имеющий состав

L i a + R b n + F e c 3 + N b x 5 + O 4 ,

где а+b+с+х=3 и a+nb+5x+3c=8,

R b n + = Cu, Mn, Co, Ni, Zn, Cr, Cd, V, Ti,

а ферриты с намагниченностью IS=320,390 кА/м составов

Li0,38Co0,025Ni0,075Zn0,16Nb0,01Fe2,35O4,00

Li0,31Co0,030Ni0,075Zn0,27Cu0,03Nb0,01Fe2,28O4,00

(см. патент ФРГ №2346403 от 14.09.73 г.)

Материал обладает достаточно плотной мелкозернистой структурой, повышающей его прочность.

Однако этот материал имеет в своем составе молекулы кобальта, что приводит к достаточно высоким потерям в миллиметровом диапазоне длин волн (суммарный тангенс магнитных и диэлектрических потерь составляет (5-8)·10-3).

Известен состав для получения ферритового материала, содержащий, мас.%:

(см. патент РФ №2009561 от 31.08.1992 г.)

Этот материал позволяет получить ферритовый материал с величиной резонансных потерь ниже 0,30 дБ. Однако недостатками такого ферритового материала являются его большие магнитные потери при высокой намагниченности.

Близким по основным характеристикам к заявленному является ферритовый материал, имеющий нормализованное обозначение 1СЧ12 по «Каталогу «Сверхвысокочастотные магнитные и диэлектрические материалы», СПб., ОАО «Завод «Магнетон», 2001. (см. таблицу ниже).

Этот материал обладает хорошими эксплуатационными свойствами и достаточно широко применяется в системах СВЧ. В то же время, он имеет повышенные значения диэлектрических потерь и крупнозернистую структуру, а также повышенные значения квадратности петли гистерезиса, что понижает его радиолокационные качества и конструктивную прочность и долговечность.

Известен также ферритовый материал, содержащий оксиды лития, титана, цинка, марганца, железа и фторид лития при следующем соотношении компонентов, вес.%: оксид лития Li2O 2,753-3,39, оксид титана TiO2 0,001-5,71, оксид цинка ZnO 7,67-7,903, оксид марганца MnO2 4,12-6,21, оксид железа Fe2O3 76,98-83,285, фторид лития LiF 0,20-0,40 (см. патент РФ №2291509 от 14.06.2005). Этот материал используется в технике СВЧ и создан для снижения значений температурного коэффициента намагниченности насыщения, повышения выхода годных невзаимных развязывающих СВЧ-устройств путем повышения стабильности значений намагниченности в рабочем интервале температур -60 - +85°С при сохранении высоких значений намагниченности насыщения. Однако, известный материал обладает достаточно высокими значениями диэлектрических потерь порядка (7-8)10-4, что серьезно ухудшает его эксплуатационные качества при использовании в системах фазированных антенных решеток.

Известно изобретение, относящееся к ферритовому материалу, предназначенному для использования в развязывающих СВЧ-устройствах миллиметрового диапазона длин волн и содержащему компоненты в следующем соотношении (мол. доли): оксид лития 0,395-0,475; оксид титана 0,005-0,15; оксид цинка 0,20-0,21; оксид марганца 0,1-0,3; оксид ниобия 0,020-0,035; оксид железа 2,175-2,395(см. патент РФ №2247436 от 15.02.88).

Техническим результатом известного изобретения является снижение магнитных и диэлектрических потерь в миллиметровом диапазоне длин волн при сохранении высокой намагниченности насыщения. Для этого материала, несмотря на некоторое снижение потерь, суммарный тангенс магнитных и диэлектрических потерь равен tgδ=6,0×10-4 при Is=360 кА/м, что для использования в современных технических средствах является достаточно высоким.

Дополнительно он обладает высокими значениями температурного коэффициента намагниченности насыщения - TKJs порядка 0,15%/град, что также затрудняет использование данного ферритового материала в невзаимных развязывающих СВЧ-устройствах.

Задачей настоящего изобретения является разработка и создание ферритового материала с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции для обеспечения повышенного КПД и дальнодействия антенны.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка и создание ферритового материала, имеющего пониженное значение квадратности петли гистерезиса, а также мелкозернистую структуру с высокой плотностью для повышения прочности изделий и точности их механической обработки.

Таким образом, настоящее изобретение создавалось для решения комплексной задачи - получить новый материал для изготовления высокоэффективных СВЧ-элементов для устройств миллиметрового диапазона длин волн.

Для решения указанных и других задач заявляется новый ферритовый материал, полученный из смеси порошков, содержащей Fe2O3, Li2CO3, Bi2O3, ZnO, NiO, Na2CO3 и MnCO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

оксид железа 71,38±0,1

карбонат лития 4,17±0,05

карбонат натрия 0,79±0,03

оксид цинка 10,39±0,1

оксид никеля 3,18±0,05

карбонат марганца 9,79±0,1

оксид висмута 0,3±0,03.

Наличие в составе в указанных количествах оксида цинка (ZnO) и оксида никеля (NiO) гарантирует получение высокого значения остаточной индукции при малой величине размера зерна. Присутствие в составе в указанных количествах карбоната натрия (Na2CO3) способствует повышению плотности структуры материала при уменьшении среднего размера зерна. Наличие в составе в указанном количестве карбоната марганца (MnCO3) способствует эффективному снижению диэлектрических потерь.

Заявленный ферритовый материал, которому заявитель дал наименование «ФЕРРИТ Марки 1СЧ-170», получают по обычной керамической технологии. В качестве исходных компонентов используют порошки оксидов и карбонатов, соответствующие квалификации чистоты «Ч» и «ХЧ».

Указанные порошки смешивают в соотношениях, указанных в формуле настоящего изобретения, ферритизуют при температуре 960±40°С в течение 2-5 часов, затем размалывают, проводят гидростатическое прессование и спекают детали при температуре 1050±50°С в течение 8-12 часов на воздухе. Скорость нагрева и охлаждения составляет 200±50°С/ч.

Примеры осуществления настоящего изобретения представлены в таблице.

Сравнительные данные представлены относительно нормализованного ферритового материала, указанного в Каталоге «Сверхвысокочастотные магнитные и диэлектрические материалы». СПб., ОАО «Завод «Магнетон», 2001.

Ферритовый материал, полученный из смеси порошков, содержащей Fe2O3, Li2CO3, Bi2O3, ZnO, NiO, Na2CO3, MnCO3, находящихся при следующем соотношении компонентов, масс.%:
оксид железа 71,38±0,1
карбонат лития 4,17±0,05
карбонат натрия 0,79±0,03
оксид цинка 10,39±0,1
оксид никеля 3,18±0,05
карбонат марганца 9,79±0,1
оксид висмута 0,3±0,03.



 

Похожие патенты:

Заявлен ферритовый материал с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции. Ферритовый материал получен из смеси порошков, содержащей Fe2O3, Li2CO3, MnCO3, Bi2O3, ZnO, CdO, SnO2, TiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид железа 71,39±0,1, карбонат лития 5,61±0,1, оксид цинка 8,58±0,1, оксид кадмия 5,41±0,1, оксид олова 3,18±0,1, оксид титана 0,69±0,03, карбонат марганца 4,84±0,1, оксид висмута 0,3±0,03.

Изобретение относится к листу из текстурированной электротехнической стали. Для подавления шума у реального трансформатора, который сконфигурирован из стального листа, имеющего канавки, полученные в нем для измельчения магнитных доменов, на лист из текстурированной электротехнической стали, имеющий на одной поверхности канавки для измельчения магнитных доменов, нанесены форстеритная пленка и создающее натяжение покрытие на имеющей и не имеющей канавки поверхности стального листа, причем создающее натяжение покрытие нанесено на поверхность, имеющую канавки, в количестве А(г/м2) и на поверхность, не имеющую канавок, - в количестве В (г/м2), и количества покрытий А и В ограничены попаданием в пределы предварительно определенного диапазона.

Изобретение относится к области металлургии. Сляб получают из стали, содержащей, мас.%: С 0,020-0,15, Si 2,5-7,0, Mn 0,005-0,3, кислотно-растворимый алюминий 0,01-0,05, N 0,002-0,012, по меньшей мере один из S и Se с их общим содержанием 0,05 или менее, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитам из редкоземельных металлов. Технический результат состоит в повышении коэрцитивной силы без добавления большого количества таких редкоземельных металлов, как Dy и Tb.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитному материалу, содержащему празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce).
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению радиопоглощающих ферритов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.

Изобретение относится к электротехнике, к приборостроению и машиностроению, и может быть использовано при изготовлении устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению радиопоглощающих ферритов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению полосы из электротехнической стали с ориентированным зерном (GOES). Для повышения магнитных характеристик расплавленную сталь, легированную кремнием, непрерывно разливают в заготовку, имеющую толщину в диапазоне от 50 до 100 мм, и подвергают горячей прокатке в многочисленных однонаправленных прокатных клетях для получения рулонов готовой горячекатаной полосы, имеющей толщину в диапазоне от 0,7 до 4,0 мм, с последующими непрерывным отжигом горячекатаной полосы, холодной прокаткой, непрерывным отжигом холоднокатаной полосы для инициирования первичной рекристаллизации и необязательно обезуглероживанием и/или азотированием, нанесением покрытия на отожженную полосу, отжигом намотанной в рулон полосы для инициирования вторичной рекристаллизации, непрерывным термическим выравнивающим отжигом отожженной полосы и нанесением на отожженную полосу покрытия для электрической изоляции, и продукт, полученный таким образом.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению магнитомягких ферритовых материалов. Может использоваться в электронной и радиопромышленности.

Заявленное изобретение относится к ферритовым материалам с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции и предназначено для использования в сверхвысокочастотных (СВЧ) системах, например в антенных элементах фазированных антенных решеток. Ферритовый материал получен из смеси порошков Fe2O3, Li2CO3, Bi2O3, ZnO, NiO, SnO2, Na2CO3, MnCO3, находящихся при следующем соотношении компонентов, масс.%: оксид железа 69,19±0,1, карбонат лития 4,93±0,1, карбонат натрия 0,78±0,03, оксид цинка 10,32±0,1, оксид никеля 1,58±0,05, оксид олова 3,18±0,05, карбонат марганца 9,72±0,1, оксид висмута 0,3±0,03. Повышение плотности структуры материала за счет уменьшения среднего размера зерна позволяет повысить прочность изделий и точность их механической обработки. Кроме того, предложенный материал обеспечивает повышение величины остаточной магнитной индукции и снижение диэлектрических потерь, что является техническим результатом заявленного изобретения. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству материалов для магнитопроводов электромагнитных реле. Готовят шихту, содержащую железо и фосфор, затем проводят ее прессование, спекание и охлаждение. Спекание проводят в вакууме 10-1-10-3 Па при температуре 1320-1380°C, после чего проводят выдержку при указанной температуре в течение 1,5-2,5 часов и охлаждение до температуры 450-600°C. Причем спекание, выдержку и охлаждение повторяют циклически с обеспечением получения требуемых характеристик магнитомягкого материала. Шихта может быть приготовлена путем введения фосфора в порошок железа в виде 10% раствора ортофосфорной кислоты в этиловом спирте или в виде порошка феррофосфора. Обеспечивается снижение коэрцитивной силы, повышение магнитной проницаемости и индукции насыщения за счет создания равномерной зернистости материала и сфероидизации пор. 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения ферритовых изделий включает приготовление пресс-порошка, содержащего ферритовый материал и легирующую добавку, прессование заготовок, радиационно-термическое спекание заготовок путем их нагрева до температуры спекания облучением проникающим электронным пучком с выдержкой при температуре спекания под облучением непрерывным электронным пучком. В качестве легирующей добавки в пресс-порошок вводят наноразмерный порошок карбонильного железа с размером частиц 320-450 нм в количестве 0,01-0,03 мас.% от общей массы пресс-порошка. Обеспечивается улучшение процесса спекания, уменьшение времени спекания и повышение качества ферритовых изделий. 8 табл., 2 пр.

Изобретение относится к быстродействующему способу лазерного нанесения насечек, при котором используется установка лазерного устройства для одновременного нанесения линий насечек на верхнюю и на нижнюю поверхности полосы текстурированной кремнистой электротехнической стали, подаваемой и продвигаемой вперед по производственной линии, с помощью луча лазера непрерывного действия с высокой степенью фокусировки, при этом линии насечек, нанесенные на верхнюю поверхность, и линии насечек, нанесенные на нижнюю поверхность, имеют одинаковое расстояние между соседними линиями насечек, но смещены относительно друг друга для равномерного снижения потерь в железе. Расстояние между соседними линиями насечек на одной и той же поверхности составляет 6÷12 мм, мощность лазера составляет 1000÷3000 Вт, а скорость сканирования составляет 100÷400 м/мин. Производительность такого способа нанесения насечек и такого устройства в 1,5-2 раза превышает производительность обычных способов нанесения насечек, которые не позволяют одновременное синхронное нанесение насечек на верхнюю и нижнюю поверхности стальной полосы. Линии насечки, нанесенные на стальной полосе таким способом, могут снижать потери в железе стальной полосы на 10-16%. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано для получения магнитодиэлектрического материала в виде листов или плит для изготовления магнитного клина электрических машин. Осуществляют смешивание ферромагнитного компонента, эпоксидной смолы и отвердителя, заливку полученной массы в пресс-форму, в которой размещен армирующий элемент в виде стекловолокнистой ткани, и последующую обработку магнитным полем при прессовании. Ферромагнитный компонент вводят в виде наночастиц магнетита размером до 100 нм и воздействуют магнитным полем с напряженностью не менее 800 эрстед на магнитодиэлектрическую массу с предварительно определенной степенью отверждения не более 30%. Обеспечивается получение материала для изготовления магнитного клина, позволяющего уменьшить добавочные потери двигателя и обладающего требуемой магнитной проницаемостью. 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к ферромагнитной порошковой композиции и способу ее получения. Предложена ферромагнитная порошковая композиция, включающая магнитно-мягкие частицы сердцевины на основе железа, имеющие насыпную плотность 3,2-3,7 г/мл, и при этом поверхность частиц сердцевины снабжена неорганическим изоляционным слоем на основе фосфора и по меньшей мере одним металлоорганическим слоем из металлоорганического соединения предложенной структуры, расположенным снаружи первого неорганического изоляционного слоя на основе фосфора. При этом с металлоорганическим слоем сцеплен дисперсный оксид висмута. Изобретение также относится к способу получения композиции и способу изготовления магнитно-мягких композиционных материалов, приготовленных из этой композиции, а также к полученному материалу. Технический результат - предложенная композиция позволяет получать материалы с высоким удельным сопротивлением и низкими потерями в сердечнике экологичным способом. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 табл., 7 пр.

Изобретение относится к электротехнической листовой стали, имеющей изоляционное покрытие, характеризующееся превосходными штампуемостью, адгезионной способностью покрытия, свойством пленки покрытия после отжига, свариваемостью при проведении газовольфрамовой сварки, коррозионной стойкостью и сопротивлением прижимным полозьям даже без содержания в изоляционном покрытии какого-либо соединения хрома. Изоляционное покрытие получают в результате нанесения агента для обработки поверхности, по меньшей мере, на одну сторону электротехнической листовой стали и высушивания агента для обработки поверхности. Агент для обработки поверхности содержит триалкоксисилан и/или диалкоксисилан (A), в которых заместитель, связанный с Si, образован только, по меньшей мере, одним нереакционно-способным заместителем, выбираемым из группы, состоящей из водорода, алкильной группы и фенильной группы; и силановый связывающий агент (B) при массовом отношении (A/B) в диапазоне от 0,05 до 1,0. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листов, изготовленных из сплава на основе железа, используемых для магнитных сердечников электромоторов, электрогенераторов и трансформаторов. Литую плоскую заготовку, содержащую менее чем 0,02 мас.% C, подвергают горячей прокатке при температуре на уровне температуры A3 или выше. Затем подвергают прокатке в α-области при температуре, составляющей 300°C или выше и ниже температуры A3, с получением основного металлического листа, имеющего текстуру {100} в части поверхностного слоя. После этого путем осуществления термической обработки в заданных условиях получают металлический лист, в котором для соотношения интенсивностей соответствующих направлений {001}<4 7 0>, {116}<6 12 1> и {223}<6 9 2> в плоскости листа по рентгеновской дифрактограмме, обозначенных как A, B и C соответственно, выполняется условие Z=(A+0,97B)/0,98C, где значение Z составляет не менее чем 2,0 и не более чем 200. Обеспечивается уменьшение потерь электроэнергии при уменьшении размеров магнитных сердечников. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил., 11 табл., 4 пр.

Изобретение относится к нанесению на текстурированную электротехническую полосовую сталь слоя фосфатного покрытия. В способе на электротехническую полосовую сталь наносят фосфатный раствор, содержащий по меньшей мере одно соединение хрома (III), коллоидный компонент и по меньшей мере один сложный эфир фосфорной кислоты в качестве стабилизатора (А) коллоида и/или по меньшей мере один ингибитор (В) травления, выбранный из производного тиомочевины, С2-10-алкинола, производного триазина, тиогликолевой кислоты, С1-4-алкиламина, гедрокси-С2-8-тиокарбоновой кислоты и/или полигликолевого эфира жирного спирта, в частности диэтилтиомочевины, проп-2-ин-1-ола, бутин-1,4-диола, тиогликолевой кислоты, и/или гексаметилентетрамина, причем используют фосфатный раствор, содержание шестивалентного хрома в котором меньше, чем 0,2 вес. %. Изобретение позволяет получить на текстурированной электротехнической полосовой стали фосфатный слой, обладающий свойствами, идентичными свойствам хром (VI)-содержащего изоляционного покрытия, и имеющий улучшенные оптические свойства и повышенное напряжение при растяжении. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 17 ил., 10 табл., 7 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения магнитомягкого материала для магнитопроводов реле включает приготовление шихты, содержащей железо и фосфор, ее прессование, спекание и охлаждение. Шихту готовят путем введения в порошок железа, содержащий углерода не более 0,03 мас.% и кислорода не более 0,15 мас.%, фосфора в виде раствора ортофосфорной кислоты H3PO3 или порошка феррофосфора с обеспечением содержания фосфора в смеси в количестве 0,5-1,5 мас.%. Спекание шихты проводят в вакууме 10-1-10-3 Па при температуре 1320-1380°C с выдержкой при данной температуре 1,5-4,0 часа. Обеспечивается снижение коэрцитивной силы, повышение магнитной проницаемости и индукции насыщения. 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 6 пр.

Заявленное изобретение относится к ферритовым материалам с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции, которые могут быть использованы в сверхвысокочастотных системах, например в антенных элементах фазированных антенных решеток. Ферритовый материал получен из смеси порошков из Fe2O3, Li2CO3, Bi2O3, ZnO, NiO, Na2CO3, MnCO3 при следующем соотношении компонентов, мас.: оксид железа 71,38±0,1, карбонат лития 4,17±0,05, карбонат натрия 0,79±0,03, оксид цинка 10,39±0,1, оксид никеля 3,18±0,05, карбонат марганца 9,79±0,1, оксид висмута 0,3±0,03. Снижение диэлектрических потерь и повышение значения остаточной магнитной индукции материала является техническим результатом изобретения. Кроме того, мелкозернистая структура ферритового материала позволяет повысить прочность изделий и точность их механической обработки. 1 табл.

Наверх