Ферритовый материал



Ферритовый материал

 


Владельцы патента RU 2573601:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ "ФЕРРИТ-ДОМЕН" (RU)

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и касается создания ферритовых материалов с большими величинами ширины линии спиновых волн, предназначенных для использования в СВЧ диапазоне, в том числе при изготовлении ферритов для приборов высокого уровня мощности сантиметрового диапазона длин волн. Ферритовый материал с большой шириной линии спиновых волн содержит в качестве базового состава оксиды железа, гадолиния и иттрия, и дополнительно оксид самария, при следующем соотношении компонентов, вес.%: оксид иттрия (Y2O3) - 27,2÷27,5, оксид гадолиния (Gd2O3) - 22,4÷22,6, оксид самария (Sm2O3) - 1,1÷1,2, оксид железа (Fe2O3) - остальное. Увеличение ширины линии спиновых волн с намагниченностью насыщения материала 1200 Гс, шириной кривой ферромагнитного резонанса - 140 Э, действительной составляющей диэлектрической проницаемости - 15,0, тангенсом угла диэлектрических потерь не более 2·10-4, температурой Кюри не менее 270°, на частоте 9,5 ГГц не менее 20 эрстед, является техническим результатом изобретения. 1 табл., 9 пр.

 

Изобретение относится к электронной технике и касается создания ферритовых материалов с высокими значениями ширины спиновых волн, предназначенных для использования в СВЧ диапазоне, в том числе в приборах высокого уровня мощности.

Данный материал должен обладать следующими характеристиками:

- заданной величиной намагниченности насыщения - 4πμs;

- заданной величиной диэлектрической проницаемости -

- низким значением тангенса угла диэлектрических потерь - tgδε;

- высокой температурой Кюри - θ;

- малой шириной кривой ферромагнитного резонанса - ΔH.

При создании такого ферритового материала должна быть решена задача обеспечения указанных характеристик при одновременном получении величины ширины линии спиновых волн (ΔНк) не менее 20 Э.

Известен ферритовый материал по авторскому свидетельству №393773, H01F 1/34, где с целью увеличения ширины линии спиновых волн в него введены оксиды гадолиния и тербия при следующем соотношении компонентов, вес, %:

оксид иттрия (Y2O3) - 19,93÷15,39;

оксид индия (In2O3) - 1,64÷4,81;

оксид алюминия (Al2O3) - 0,60÷2,94;

оксид гадолиния (Gd2O3) - 32,21÷36,64;

оксид тербия (Tb2O3) - 0,22÷1,48;

оксид железа (Fe2O3) - остальное.

Однако этот материал имеет низкую намагниченность насыщения (615-810 Гс), большой тангенс угла диэлектрических потерь - (2,8÷4,0)·10-4.

Известен также ферритовый материал с намагниченностью 1200 Гс по авторскому свидетельству №693446, H01F 1/34, имеющий температуру Кюри 270°С со следующим соотношением компонентов, вес. %:

оксид иттрия (Y2O3) - 27,83;

оксид гадолиния (Gd2O3) - 16,49;

оксид кальция (СаО) - 1,95;

оксид индия (In2O3) - 1,64;

оксид ванадия (V2O5) - 1,60;

оксид марганца (Mn2O3) - 1,10;

оксид железа (Fe2O3) - 49,39.

Однако ширина линии спиновых волн этого ферритового материала не превышает 8 эрстед.

Известен ферритовый материал (каталог ОАО «НИИ «Феррит-Домен» "Приборы, изделия, материалы" 2010 г.), содержащий в составе оксиды железа, иттрия, гадолиния и марганца следующего состава:

оксид иттрия (Y2O3) - 27,8÷28,2;

оксид гадолиния (Gd2O3) - 22,3÷22,6;

оксид железа (Fe2O3) - остальное;

оксид марганца (Mn2O3) - 1,18÷1,21.

Данный материал имеет следующие основные характеристики:

- намагниченность насыщения (4πμs), Гс - 1200±5%;

- тангенс угла диэлектрических потерь (tgδε) - ≤2·10-4;

- диэлектрическая проницаемость - 15,2±5%.

Однако ширина линии спиновых волн (ΔΗк) этого материала не превышает 10 Э, что является недостаточным для увеличения пороговых значений СВЧ-полей (hкр) в приборах, где используется данный материал. Данный материал взят нами за прототип.

В качестве способа, повышающего ширину линии спиновых волн данного ферритового материала, применяется горячее прессование (каталог ОАО «НИИ «Феррит-Домен» "Приборы, изделия, материалы" 2010 г.). Ширина линии спиновых волн материала, полученного этим способом, достигает 15-18 Э. Однако технология горячего прессования является низкопроизводительной и дорогостоящей, требует специального оборудования и оснастки. Это приводит к удорожанию ферритового материала и невозможности производить его в достаточных объемах.

Целью изобретения является получение ферритового материала с шириной линии спиновых волн не менее 20 Э на частоте 9,5 ГТц, с намагниченностью насыщения 1200 Гс ± 5%, шириной кривой ферромагнитного резонанса не более 140 Э, действительной составляющей диэлектрической проницаемости - 15,0±5%, тангенсом угла диэлектрических потерь не более 2·10-4 и температурой Кюри не менее 270°С.

Для этого предлагается ферритовый материал, который содержит в качестве исходных компонентов оксиды железа, иттрия и гадолиния, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид самария при следующем соотношении компонентов, вес. %:

оксид иттрия (Y2O3) - 27,2÷27,5;

оксид гадолиния (Gd2O3) - 22,4÷22,6;

оксид самария (Sm2O3) - 1,1÷1,2;

оксид железа (Fe2O3) - остальное.

Предлагаемый ферритовый материал получают по следующей технологии.

Исходные компоненты, взятые в необходимых соотношениях, перемешивают в шаровой мельнице в дистиллированной воде в течение 20-24 часов. Высушенную смесь протирают через сито и ферритизуют при температуре 1100-1200°С в течение 7-8 часов. Измельчение ферритизованной смеси проводят в мельнице типа аттритор в дистиллированной воде. Время измельчения 2-3 часа. Затем добавляют в измельченную смесь (шихту), в качестве пластификатора, водный раствор поливинилового спирта и получают пресс-порошок, который прессуют в стальных прессформах заданного размера на гидравлических прессах при удельном давлении 1,5-2 т/см. Отпрессованные заготовки после 24 часов сушки на воздухе или в сушильных шкафах обжигают в камерных электропечах в атмосфере кислорода, при температуре 1400-1450°С и выдержке 10-12 часов. В результате процесса обжига осуществляется синтез ферритового материала.

Примеры получения ферритового материала, состав и свойства приведены в таблице.

В примерах 1, 2, 3 даны химические составы в пределах заявленных процентных соотношений и соответствующие им параметры ферритового материала, полученные в результате испытаний по стандартным методикам.

Пример №4 - увеличение содержания Y2O3 по сравнению с заявленным приводит к образованию 2-й фазы - перовскита и, как следствие, к увеличению ширины кривой ферромагнитного резонанса и тангенса угла диэлектрических потерь.

Пример №5 - уменьшение содержания Y2O3 по сравнению с заявленным приводит к образованию 2-й фазы - α-Fe2O3 и, как следствие, к увеличению ширины кривой ферромагнитного резонанса и тангенса угла диэлектрических потерь.

Пример №6 - увеличение содержания Gd2O3 по сравнению с заявленным приводит к образованию 2-й фазы - перовскита и, как следствие, к увеличению ширины кривой ферромагнитного резонанса и тангенса угла диэлектрических потерь.

Пример №7 - уменьшение содержания Gd2O3 по сравнению с заявленным приводит к образованию 2-й фазы - α-Fe2O3 и, как следствие, к увеличению ширины кривой ферромагнитного резонанса и тангенса угла диэлектрических потерь.

Пример №8 - увеличение содержания Sm2O3 по сравнению с заявленным приводит к резкому росту ширины кривой ферромагнитного резонанса.

Пример №9 - уменьшение содержания Sm2O3 по сравнению с заявленным приводит к уменьшению ширины линии спиновых волн.

Предлагаемое изобретение было создано в процессе выполнения технического задания на научно-исследовательскую опытно-конструкторскую работу «Разработка технологии создания ферритовых материалов на основе редкоземельных металлов для мощных СВЧ приборов».

Создание такого материала позволит изготавливать СВЧ ферриты для приборов высокого уровня мощности сантиметрового диапазона длин волн без применения низкопроизводительной и дорогостоящей технологии горячего прессования.

Получены опытные образцы и готовится комплект технической и технологической документации.

Ферритовый материал с большой величиной линии спиновых волн, содержащий в качестве базового состава оксиды иттрия, гадолиния, железа, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид самария при следующем соотношении компонентов, вес.%:

оксид иттрия (Y2O3) 27,2ч27,5
оксид гадолиния (Gd2O3) 22,4ч22,6
оксид самария (Sm2O3) 1,1ч1,2
оксид железа (Fе2О3) остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. Для снижения магнитных потерь в железе W17/50 (Вт/кг) по всей длине конечного рулона получают сляб из текстурированной электротехнической стали, содержащей, в мас.%: С 0,001 - 0,10, Si 1,0-5,0, Μn 0,01-0,5, Al раств.

Изобретение относится к области металлургии. Техническим результатом изобретения является обеспечение в листе текстурированной электротехнической стали сниженных потерь в железе и пониженных шумов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу из текстурированной электротехнической стали для сердечников трансформаторов. Лист после облучения поверхности лазерным или электронным пучком содержит области (X) замыкающих доменов, сформированные для разделения магнитных доменов в направлении прокатки, от одного конца до другого в направлении ширины стального листа, с обеспечением выполнения выражения − ( 500 t − 80 ) × s + 230 ≤ w ≤ − ( 500 t − 80 ) × s + 330 , где t - толщина листа (мм); w - наименьшая ширина областей (X) (мкм), измеренных на передней и задней поверхностях стального листа с использованием метода Биттера; и s - среднее число областей (X), находящихся в одном кристаллическом зерне.

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Магнитоактивное соединение получают путем конденсации из растворов сульфата или хлорида железа (II) и окислителя при их смешении.
Изобретение относится к магнитострикционному керамическому материалу на основе лантан-стронциевого манганита, полученному методом порошкой металлургии, который может найти применение в различных областях техники, например при изготовлении сверхчувствительных приемников звука, в клапанах, расходомерах, линиях задержки звуковых и электрических сигналов и пр.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения свойств наложения постоянного тока листа из электротехнической стали в сердечнике, возбуждаемого на высокой частоте, лист имеет химический состав, включающий, в мас.%: C менее 0,010, Si 1,5-10 и остальное Fe и случайные примеси, в котором основная ориентация в текстуре стального листа является <111>//ND и отношение интенсивности основной ориентации относительно ориентированного случайным образом образца составляет не менее 5, и предпочтительно отношение интенсивности относительно ориентированного случайным образом образца {111}<112> ориентации составляет не менее 10, и более предпочтительно отношение интенсивности {310}<001> ориентации ориентированного случайным образом образца составляет не более 3, и более предпочтительно концентрация Si имеет градиент, при котором она является высокой на стороне поверхностного слоя и низкой в центральной части в направлении толщины, и максимальное значение концентрации Si составляет не менее 5,5 мас.
Изобретение относится к коллоидным системам, а именно к способу получения магнитной жидкости на основе воды, и может быть использовано в различных технологических устройствах, в том числе в устройствах сепарации материалов по плотности.

Изобретение относится к текстурированному листу из электротехнической стали, используемому для изготовления сердечника трансформатора. Для снижения уровня шума в трансформаторе и потерь в железе согласно настоящему изобретению в листе, подвергнутом обработке для измельчения магнитных доменов, создают области пластической деформации, располагаемые в точечной последовательности в направлении ширины стального листа, при этом длина d каждой области пластической деформации составляет от 0,05 мм до 0,4 мм, а отношение (Σd/Σw) суммы Σd длин d к сумме Σw интервалов w каждой из вышеуказанных областей пластической деформации - в диапазоне от 0,2 до 0,6, причем области пластической деформации в листе создают посредством воздействия электронным пучком.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к текстурированному листу из электротехнической стали, который может быть использован в качестве сердечника трансформатора.

Изобретение принадлежит области техники быстрого отверждения аморфного сплава, а конкретно относится к широкой ленте из аморфного сплава на основе железа, в которой ширина составляет 220-1000 мм, толщина составляет 0,02-0,03 мм, поперечное отклонение толщины составляет менее +/-0,002 мм, коэффициент слоистости составляет более 0,84, магнитная индукция насыщения составляет более 1,5 Тл, потери в железе составляют менее 0,20 Вт/кг, при условиях, когда частота составляет 50 Гц, и максимальная магнитная индукция составляет 1,3 Тл, а мощность возбуждения составляет менее 0,50 ВА/кг.

Изобретение относится к разработке новых магнитных материалов с магнитным состоянием спинового стекла и может найти применение в химической промышленности и электронной технике, в частности, для разработки моделей новых типов устройств магнитной памяти.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления пористых катодных материалов на основе манганита лантана-стронция, и может быть использовано для изготовления твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), работающих при высоких температурах.

Изобретение относится к области изготовления материалов с магнитным состоянием спинового стекла, которые могут быть полезны для развития магнитных информационных технологий и химической промышленности.

Изобретение относится к разработке новых магнитных материалов с магнитным состоянием спинового стекла и может найти применение в химической промышленности и электронной технике, в частности, для разработки моделей новых типов устройств магнитной памяти.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к твердооксидным мембранным материалам, и может быть использовано, в частности, для получения кислорода или водорода.

Изобретение относится к разработке новых материалов с магнитным состоянием спинового стекла - системы с вырожденным основным магнитным состоянием, которые могут быть полезны для химической, атомной промышленностей и развития магнитных информационных технологий.

Изобретение относится к устройствам со стимулированным излучением, а именно к устройствам для генерации излучения в диапазоне длин волн 1900-2100 нм в непрерывном, импульсном или импульсно-периодическом режимах.

Изобретение относится к получению нанокристаллического магнитного порошка допированного ортоферрита иттрия. Исходный раствор, содержащий нитрат железа Fe(NO3)3, нитрат иттрия Y(NO3)3 и в качестве допанта нитрат бария Ва(NO3)2, кипятят в течение 5 мин. В полученный охлажденный до комнатной температуры раствор добавляют осадитель в виде водного раствора карбоната натрия в количестве, необходимом для полного осаждения катионов. Полученный осадок высушивают при комнатной температуре до постоянной массы и прокаливают в муфельной печи при температуре 750°C в течение 60 мин с образованием нанокристаллического порошка ортоферрита иттрия состава Y1-xBaxFeO3. Обеспечивается получение магнитного порошка со структурой перовскита, имеющего заданные значения коэрцитивной силы и удельной намагниченности от магнитомягкого до магнитожесткого материала. 2 ил.
Наверх