Способ получения никель-цинкового феррита с высокими диэлектрическими потерями


 


Владельцы патента RU 2587456:

ООО НПП "РАДИОСТРИМ" (RU)

Предложенное изобретение относится к технологии изготовления радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в безэховых камерах, для значительного снижения отражения радиоволн от стен. Изобретение направленно на получение никель-цинковых ферритов с высокими радиопоглощающими свойствами в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц. Повышение радиопоглощающих свойств никель-цинкового феррита является техническим результатом предложенного изобретения и достигается за счет того, что синтезированный ферритовый порошок из оксидов никеля, цинка и железа предварительно измельчают до размеров частиц 1-3 мкм, после чего проводят гранулирование шихты с введением связки и прессование заготовок с последующим их спеканием в воздушной среде, при этом охлаждение заготовок после спекания ведут при температуре ниже 900°С в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в интервале от 0,1 до 5,0 кПа. 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в безэховых камерах, для значительного снижения отражения радиоволн от стен.

Известны способы получения радиопоглощающих никель-цинковых ферритов [1, 2]. Наиболее близким техническим решением является патент США [2] на никель-цинковый феррит, используемый в качестве радиопоглощающего материала, который включает синтез ферритового порошка из оксидов никеля, цинка и железа, измельчение синтезированной шихты до размеров частиц 2-5 мкм, гранулирование шихты с введением связки, прессование заготовок и спекание. К недостаткам известных никель-цинковых ферритов, при использовании их в качестве радиопоглощающих материалов, можно отнести невысокое поглощение радиоволн в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц. Поглощение радиоволн радиопоглощающими ферритами обусловлено магнитными потерями в результате резонанса магнитных доменных стенок и ферромагнитного резонанса. Невысокое поглощение радиоволн известными никель-цинковыми ферритами, на наш взгляд, обусловлено тем, что частоты резонанса магнитных доменных стенок и ферромагнитного резонанса практически совпадают, а резонанс доменных стенок при этом проявляется слабо.

Потери в ферритах могут быть увеличены не только за счет магнитных, но и за счет диэлектрических потерь. Диэлектрические потери пропорциональны произведению диэлектрической проницаемости ε на тангенс диэлектрических потерь tgδ при данной частоте электромагнитного излучения ω. Как правило, никель-цинковые ферриты имеют сравнительно невысокие значения ε и tgδ, а следовательно, электрические потери в диэлектрике.

Задача изобретения - разработка нового способа синтеза никель-цинковых ферритов с высокими радиопоглощающими свойствами в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц.

Повышение радиопоглощающих свойств достигается тем, что применяется новый способ получения радиопоглощающего никель-цинкового феррита, включающий: 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 и спекание в воздушной среде, который отличается тем, что предусматривает охлаждение заготовок после спекания при температуре ниже 900°С в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в интервале от 0,1 до 5,0 кПа. Предложенная технология синтеза керамического никель-цинкового феррита включает следующие важнейшие операции: смешивание ферритообразующих оксидов никеля, цинка и железа; синтез ферритового порошка из полученной смеси в печах в воздушной среде прокалкой смеси исходных оксидов в интервале температур 890-950°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.

Мы предполагаем, что 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 электрическое сопротивление феррита и формируется микроструктура из зерен, обладающих определенной электропроводностью. По границам эти зерна окружены прослойками с низкой электропроводностью, которые выполняют 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 кристаллах феррита. Для подтверждения эффективности предлагаемого способа получения радиопоглощающих никель-цинковых ферритов, состав которых соответствует составу никель-цинковых ферритов марки 1000НН, проводили определение сравнительных свойств новых материалов и ферритов, полученных по технологии известного способа-прототипа.

Примеры

В качестве исходных компонентов в предлагаемом способе использовали высокочистые оксиды никеля (ГОСТ 17607-72 «ч.д.а.»), 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 вибрационной мельнице М-50 в течение 5 часов. Синтез ферритовой шихты проводили прокалкой смеси при 920°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. Из гранулированных порошков изготавливали пластины 60×60×6 мм прессованием под давлением 100 МПа, которые затем спекали в туннельной печи при 1300°С с регулируемой атмосферой кислорода при охлаждении ниже 900°С. Для сравнения изготавливали пластины из шихты, полученной по известному способу [2]. Усредненные данные по измерению диэлектрической проницаемости и частотной зависимости коэффициента отражения радиоволн от поверхности пластин приведены в таблице.

Таблица
№ п/п Относительная диэлектрическая проницаемость εr Коэффициент отражения, дБ
P(O2), кПа при частоте поля ω при частоте поля ω Примечание
30 МГц 200 МГц 1000 МГц 30 МГц 200 МГц 1000 МГц
1 20,8 12 11 10 -23 -24 -15 Прототип
2 0,05 212 142 83 -29 -27 -16 Выход за пределы
3 0,1 229 168 125 -31 -38 -21 Согласно формуле
4 2,5 223 151 124 -32 -42 -24 Согласно формуле
5 5,0 112 105 95 -26 -41 -25 Согласно формуле
6 5,5 95 91 68 -20 -26 -19 Выход за пределы

Как видно из данных таблицы, изготовление радиопоглощающих никель-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 5,0 кПа), либо избыточным количеством ионов Fe2+ (при парциальном давлении кислорода менее 0,1 кПа). Избыточное количество ионов Fe2+ приводит к заметному повышению электропроводности ферритов, повышая тем самым отражение электромагнитных волн от поверхности.

1. Патент США US №5,711,893 Ni-Cu-Zn ferrite U.S. Class: 252/62.62; 252/62.59; 252/62.6 International Class: C04B 35/26 (20060101); H01F 1/34 (20060101); H01F 1/12 (20060101); C04B 035/28 Inventor Park Jonghak (Seoul, KR) Assignee: Samsung Corning Co., Ltd. (Suwon, KR) Filed: October 23, 1995.

2. Патент США US №6146545 Radio wave absorbent U.S. Class: 252/62.56 International Class: H01Q 17/00 (20060101); C04B 035/01 Inventor: Murase; Taku (Tokyo, JP) ssignee: TDK Corporation (Tokyo, JP) Filed: December 2, 1999.

Способ получения никель-цинкового феррита с высокими диэлектрическими потерями, включающий 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 и спекание, отличающийся тем, что предусматривает охлаждение заготовок после спекания при температуре ниже 900°С в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в интервале от 0,1 до 5,0 кПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для авиационной, космической и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении объемных термостойких широкодиапазонных радиопоглощающих материалов (РПМ) для защиты от электромагнитного излучения.

Изобретение относится к поглотителям электромагнитных волн. Технический результат - создание слоистого поглотителя электромагнитных волн с коэффициентом поглощения по мощности не менее 99% в диапазоне частот 42-76 Гц и в видимой области.

Изобретение относится к защитным композиционным материалам на текстильной основе, которые используются в электро- и радиотехнике, медицине, военной технике, астрономии, строительной и бытовой технике.

Изобретение относится к области радиотехники. Устройство представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из нескольких слоев: наружного слоя, выполненного из диэлектрического материала, поглощающих внутренних слоев электропроводящей ткани, соединенных прослойками диэлектрического вещества, и тыльного слоя.

Изобретение относится к маскировке, в частности, к маскировочным покрытиям для упреждения обнаружения радиолокаторами противника воздушных и наземных объектов. Технический результат заключается в малой удельной массе поглощающего покрытия, низкой трудоемкости его изготовления в связи с простотой конструкции его исполнения, а также в улучшении аэродинамической поверхности защищаемого объекта.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиопоглощающим покрытиям (РПП), и может быть использовано в сверхширокополосных антенных системах. Сверхширокополосное радиопоглощающее покрытие выполнено в виде многослойного металлополимероматричного композиционного материала, слои которого имеют различную толщину: первый слой, состоящий из частиц чешуйчатой формы размером от 5 до 25 мкм, толщиной от 2,0 до 3,0 мм, второй слой из частиц чешуйчатой формы размером от 3 до 10 мкм толщиной от 1,0 до 1,5 мм, третий слой из частиц сфероидальной формы размером от 1 до 5 мкм толщиной от 0,5 до 1,0 мм, четвертый слой из частиц сфероидальной формы размером 1 до 5 мкм толщиной от 1,0 до 2,0 мм, пятый слой из частиц сфероидальной формы размером от 1 до 5 мкм толщиной от 3,0 до 3,5 мм.

Изобретение относится к материалам для поглощения электромагнитных волн и может быть использовано для получения нанопористых углеродных микроволокон, предназначенных для создания эффективных неотражающих радиопоглощающих материалов, работающих в диапазоне от 50 ГГц до 4 ТГц.

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным радиопрозрачным композициям, предназначенным для устранения поверхностных дефектов радиопрозрачных обтекателей из ПКМ, и может быть использовано в изделиях ГА и других конструкциях из ПКМ.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для изготовления поглотителей электромагнитного излучения 5-миллиметрового диапазона (52-73 ГГц). Радиопоглощающий материал содержит полимерное связующее и наполнитель - углеродные нанотрубки, предварительно обработанные в смеси серной и азотной кислот, при следующем содержании компонентов, мас.%: полимерное связующее - 95-99,9; углеродные нанотрубки - 0,1-5.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пирамидальным поглотителям электромагнитных волн. Заявленный способ предполагает механическое крепление пирамидальных контейнерных поглотителей к рабочим поверхностям безэховых камер и экранированных помещений.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу получения ферромагнитной жидкости с магнитными наночастицами со средним размером 7,3-8,8 нм и узким распределением по размерам.
Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве. Для приготовления раствора для подкормки плодовых деревьев готовят исходный раствор смешением раствора FeSO4 с раствором перекиси водорода.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения магнитных свойств стали осуществляют нагрев стального сляба, содержащего, в мас.

Изобретение относится к обработке листов из электротехнической стали. Для измельчения магнитных доменов посредством облучения подвергнутого окончательному отжигу листа высокоэнергетичным пучком с использованием лазерного пучка, электронного пучка или другого подобного пучка в условиях изменения скорости перемещения устройство содержит механизм облучения для сканирования высокоэнергетичным пучком в направлении, ортогональном направлению подачи стального листа, при этом механизм облучения имеет функцию устанавливать диагональное направление сканирования высокоэнергетичным пучком относительно ортогонального направления, ориентированное под углом к направлению подачи, который определяют на основе скорости перемещения листа в направлении его подачи.

Изобретение относится к производству текстурированного листа из электротехнической стали, используемого для изготовления стальных сердечников трансформаторов.

Группа изобретений относится к области порошковой металлургии, а именно к магнитным (магнитотвердым) материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов и к изделиям, выполненным из таких материалов, и может быть использована в авиационной промышленности.

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Магнитоактивное соединение получают путем конденсации из растворов соли железа(II) и окислителя при их смешении и добавлении щелочного реагента.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к текстурированному листу электротехнической стали с пониженными потерями в железе. Текстурированный лист электротехнической стали содержит на обеих поверхностях стального листа форстеритовую пленку и покрытие, создающее растягивающее напряжение.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения потерь в железе текстурированный лист электротехнической стали подвергают обработке по измельчению магнитных доменов путем создания деформации, причем лист содержит изолирующее покрытие с превосходными изолирующими свойствами и устойчивостью к коррозии.

Изобретение относится к получению магнитного материала, содержащего диоксид кремния и оксид железа, и может быть использовано в производстве магнитных сорбентов.

Изобретение относится к составам материалов для атомной энергетики, в частности к однофазному керамическому оксидному жертвенному материалу, включающему Fe2O3, Al2O3, SrO.
Наверх