Ферритовый материал

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. Получение ферритового материала с большой величиной ширины линии спиновых волн с намагниченностью насыщения 1800 Гс, шириной кривой ферромагнитного резонанса 40 Э, действительной составляющей диэлектрической проницаемости 15,0, тангенсом угла диэлектрических потерь не более 2-10-4, температурой Кюри не менее 200°C и шириной линии спиновых волн на частоте 9,5 ГГц не менее 10 эрстед, является техническим результатом изобретения. Ферритовый материал содержит, вес. %: оксид иттрия (Y2О3) - 45,0-45,5, оксид самария (Sm2O3) - 1,2-1,3, оксид железа (Fe2О3) - остальное. Предлагаемый состав позволяет создать ферритовый материал с вышеуказанными параметрами для производства и разработки СВЧ-приборов высокого уровня мощности. 2 табл., 6 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 - έr;

- низким значением тангенса угла диэлектрических потерь - tgδε;

- высокой температурой Кюри - θ;

- малой шириной кривой ферромагнитного резонанса - ΔН.

При создании такого ферритового материала должна быть решена задача обеспечения указанных характеристик при одновременном получении величины ширины линии спиновых волн (ΔНк) не менее 10 Э.

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

оксид иттрия (Y2O3) 45,4÷45,9
оксид железа (Fe2О3) остальное

Данный материал имеет следующие основные характеристики:

- намагниченность насыщения (4πµs), Гс - 1780±05%;

- ширина кривой ферромагнитного резонанса (ΔН9), Э - ≤35;

- диэлектрическая проницаемость - 15,1±5%.

Однако ширина линии спиновых волн (ΔHк) этого материала не превышает 1,5 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, не превышает 6 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.

Известны ферритовые материалы зарубежных фирм, близкие по свойствам к заявленному, их параметры приведены в таблице 1.

Материал GG-1600GH иттрий-гадолиниевый (Y-Gd-Ho) системы имеет недостаточно высокую намагниченность насыщения и, при хороших диэлектрических свойствах, большую ширину кривой ферромагнитного резонанса. Ширина линии спиновых волн мала.

Материал G-113+Ho or Со (Y-Co-Ho) - наиболее близок по намагниченности насыщения к заявленному, но значение величин ширины кривой ферромагнитного резонанса и ширины линии спиновых волн не указаны, так как они зависят от степени допирования гольмием или кобальтом и сильно взаимосвязаны. При допировании феррогранатов гольмием или кобальтом с увеличением ширины линии спиновых волн резко возрастает ширина кривой ферромагнитного резонанса, что и видно на примере материала Y918 (Y-Gd-Co-Dy). Сведения о составах в соотношении компонентов отсутствуют.

Целью изобретения является получение ферритового материала с шириной линии спиновых волн не менее 10 Э на частоте 9,5 ГГц, с намагниченностью насыщения 1800 Гс ±5%, шириной кривой ферромагнитного резонанса не более 40 Э, действительной составляющей диэлектрической проницаемости - 15,0±5%, тангенсом угла диэлектрических потерь не более 2·10-4 и температурой Кюри не менее 200°C.

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

оксид иттрия (Y2O3) 45,0÷45,5
оксид самария (Sm2O3) 1,2±1,3
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°C 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 пресс-формах заданного размера на гидравлических прессах при удельном давлении 1,5-2 т/см2. Отпрессованные заготовки после 24 часов сушки на воздухе или в сушильных шкафах обжигают в камерных электропечах в атмосфере кислорода при температуре 1450-1500°C и выдержке 10-12 часов. В результате процесса обжига осуществляется синтез ферритового материала.

Примеры получения ферритового материала, состав и свойства приведены в таблице 2.

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

Пример №3 - увеличение содержания Y2O3 по сравнению с заявленным приводит к образованию второй фазы - перовскита и, как следствие, к увеличению ширины кривой ферромагнитного резонанса и тангенса угла диэлектрических потерь.

Пример №4 - уменьшение содержания Y2O3 по сравнению с заявленным приводит к образованию второй фазы - α-Fe2О3 и, как следствие, к увеличению ширины кривой ферромагнитного резонанса и тангенса угла диэлектрических потерь.

Пример №5 - увеличение содержания Sm2O3 по сравнению с заявленным приводит к резкому росту ширины кривой ферромагнитного резонанса.

Пример №6 - уменьшение содержания Sm2O3 по сравнению с заявленным приводит к уменьшению ширины линии спиновых волн.

Предлагаемое изобретение было создано в процессе выполнения технического задания на СЧ НИОКР «Разработка технологии создания ферритовых материалов на основе редкоземельных металлов для мощных СВЧ-приборов», шифр «Электровакуум-Феррит».

Создание такого материала позволит изготавливать СВЧ-ферриты для приборов высокого уровня мощности трехсантиметрового 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, железа, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид самария при следующем соотношении компонентов, вес. %:

оксид иттрия (Y2O3) 45,0÷45,5
оксид самария (Sm2O3) 1,2÷1,3
оксид железа (Fe2O3) остальное



 

Похожие патенты:
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 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 области металлурги. Для повышения магнитных свойств нетекстурированной кремнистой стали осуществляют выплавку стали в конверторе, при этом температура Т расплавленной стали во время выпуска из конвертера при выплавке, содержание углерода [С] в стали и содержание свободного кислорода [О] удовлетворяют следующей формуле: 7,27·103≤[О][С]е(-5000/Т)≤2,99·104. Полученный литой сплав из стали подвергают горячей прокатке, нормализации, холодной прокатке с получением холоднокатаной полосы и низкотемпературному отжигу при натяжении холоднокатаной полосы. Посредством способа по настоящему изобретению можно изготовить нетекстурированную кремнистую сталь с низкими потерями в железе и улучшенной характеристикой анизотропии потерь в железе. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к оксидному керамическому материалу с анизотропным магнитодиэлектрическим эффектом, т.е. к материалу, диэлектрической проницаемости которого может изменяться под действием внешнего магнитного поля. Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал состава LiCuFe2(VO4)3 получен твердофазным синтезом из исходных компонентов, при следующем соотношении, мас.%: Li2CO3 - 14,93; Fe2O3 - 32,26; V2O5 - 36,74; CuO - 16,07, при температурах 650°C, 680°C и нормальном давлении в течение 2 отжигов длительностью 24 часа. Повышение магнитодиэлектрического эффекта за счет улучшения и стабильности кристаллографических характеристик предложенного материала является техническим результатом изобретения. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для сокращения потерь W17/50 Вт/кг в сердечнике используют сляб, имеющий заданный состав, содержащий Sn от 0,02 до 0,20 мас.% и Р от 0,010 до 0,080 мас.%. Конечная температура горячей прокатки сляба составляет 950°С или ниже, отжиг горячекатаного листа выполняют при температуре от 800 до 1200°С, скорость охлаждения от температуры 750 до 300°С в отжиге горячекатаного листа составляет от 10°С/с до 300°С/с, степень обжатия при холодной прокатке составляет 85% или более. Между началом обезуглероживающего отжига и протеканием вторичной рекристаллизации в заключительном отжиге выполняют азотирующую обработку, в которой повышается содержание N в подвергнутом обезуглероживающему отжигу стальном листе. 16 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нанотехнологии изготовления нанокомпозита FeNi3/C. Техническим результатом является получение нанокомпозита FeNi3/C, содержащего наночастицы FeNi3 с размером от 12 до 85 нм. Способ синтеза нанокомпозита FeNi3/C включает приготовление совместного раствора порошка графита, полиакрилонитрила, FeCl3·6H2O и NiCl2·6H2O в диметилформамиде, выдержку до полного растворения всех компонентов, удаление диметилформамида путем выпаривания и нагревание полученного твердого остатка. Приготовление раствора полиакрилонитрила, порошка графита, FeCl3·6H2O и NiCl2·6H2O в диметилформамиде осуществляют при температуре 50÷70°C, при следующем соотношении компонентов: полиакрилонитрил от 2 до 5 мас. % от диметилформамида, порошок графита от 2 до 5 мас. % от диметилформамида, концентрация железа от 0,3 до 1 мас. %, никеля - от 1 до 3 мас. % от массы полиакрилонитрила и графита, до полного растворения компонентов. Выпаривание растворителя проводят при температуре 70÷90°C. Термообработку твердого остатка осуществляют в несколько этапов: предварительный нагрев на воздухе в течение 6-14 часов при температуре 150÷200°C, и финальный нагрев в атмосфере N2 при температуре от 500 до 900°C с интервалом подъема температуры 100°C и выдержкой 30÷60 минут при соответствующих температурах. 1 пр.

Способ получения ферромагнитной жидкости включает растворение в воде двойной соли железа - соли Мора, с последующим парциальным окислением раствора перекисью водорода до соотношения Fe3+:Fe2+=1,7-2:1 из расчета 2,7-3 моль Fe2+/моль H2O2, контроль ведут при помощи окислительно-восстановительного электрода Fe2+/Fe3+. Затем парциально окисленный раствор покапельно, при интенсивном перемешивании, смешивают с водным раствором аммиака. Далее при помощи магнита ведут осаждение высокодисперсных частиц магнетита и разделение образовавшейся смеси на твердую и жидкую фазы. Производят многократную промывку твердой фазы водой до рН 7 и обработку полученных в твердой фазе частиц магнетита раствором стабилизатора маннитола при перемешивании. Готовую суспензию отстаивают, твердую фазу отделяют от жидкой с помощью магнита, маточный раствор удаляют. Предложенный способ обеспечивает получение ферромагнитной жидкости с магнитными наночастицами со средним размером 7,1-9,7 нм и узким распределением их по размерам, Указанная жидкость обладает высокой удельной намагниченностью насыщения и высокой устойчивостью в течение длительного периода времени, что является техническим результатом изобретения. 1 табл.

Изобретение относится к изготовлению редкоземельного магнита. На первом этапе получают прессованную порошковую деталь из порошка, включающего в себя основную фазу RE-Fe-B, где RE является по меньшей мере одним из элементов Nd и Pr, и фазу межзеренной границы вокруг основной фазы в виде сплава RE-X, где X является металлом. На втором этапе выполняют горячую деформационную обработку прессованной порошковой детали для придания магнитной анизотропии с получением редкоземельного магнита. Причем горячая деформационная обработка на втором этапе включает в себя два этапа, которые представляют собой экструзию с получением полуфабриката и осадку полуфабриката. При экструзии размещают прессованную порошковую деталь в формующей головке и прикладывают давление к прессованной порошковой детали с помощью экструзионного штампа с обеспечением уменьшения толщины прессованной порошковой детали с получением полуфабриката, имеющего форму листа, а при осадке прикладывают давление к полуфабрикату, имеющему форму листа, в направлении толщины для уменьшения толщины с получением редкоземельного магнита. Обеспечивается получение редкоземельного магнита с высокой степенью ориентации по всей его площади и высокой остаточной намагниченностью. 5 з.п. ф-лы, 18 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для снижения потерь и отклонений значений потерь в электротехнической текстурированной стали способ изготовления листа включает горячую прокатку сляба из стали, содержащей, мас.%: С: 0,002-0,10, Si 2,0-8,0 и Mn 0,005-1,0 для получения горячекатаного листа, при необходимости отжиг в зоне горячих состояний, однократную, двукратную или многократную холодную прокатку горячекатаного стального листа с промежуточным отжигом между ними с получением листа конечной толщины, обезуглероживающий отжиг холоднокатаного листа в сочетании с отжигом первичной рекристаллизации, нанесение отжигового сепаратора на поверхность стального листа и окончательный отжиг, причем в процессе нагрева под обезуглероживающий отжиг проводят быстрый нагрев со скоростью не менее 50°C/с в диапазоне 200-700°C с выдержкой при температуре 250-600°C в течение 1-10 с. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области получения магнитотвердых материалов, которые могут быть использованы в электротехнике и машиностроении. Предложенный способ получения магнитотвердого соединения Sm2M17Nx позволяет увеличить коэрцитивную силу (Hc) и температуру Кюри (Тс) конечного продукта, что является техническим результатом изобретения. Способ заключается в поэтапном смешивании порошков железа, нитридообразующих элементов (НОЭ), таких как Ti, Nb, Mo, и самария для образования соединения, например, Sm2Fe16Ti, Sm2Fe16.5Nb0.25Ti0.25, Sm2Fe16.5Mo0.5. На первом этапе порошки железа и одного или двух нитридообразующих элементов Ti, Nb, Mo смешивают, после чего смесь подвергают механическому легированию в инертной атмосфере без содержания влаги в течение 3-5 часов, на втором этапе полученный твердый раствор железа и НОЭ смешивают с порошком самария и полученную механическую смесь подвергают механическому легированию в реакторе с инертной атмосферой без содержания влаги в течение 7-20 часов. Во время механического легирования реактор продувают смесью аммиака и водорода NH3 - 85-95% и Н2 - 5-15% для азотирования со скоростью 0,5-5 л/мин. В качестве инертной атмосферы можно использовать аргон, гелий и т.п. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при получении контрастирующих веществ в магниторезонансной диагностике, суспензий для магнитной сепарации белков и фрагментов молекул ДНК и РНК, для адресной доставки лекарственных средств. Синтез порошка суперпарамагнитных наночастиц Fe2O3 проводят в два этапа. Сначала осуществляют плазменно-дуговой синтез металл-углеродного материала. Синтезированный материал отжигают в кислородсодержащей среде при атмосферном давлении. В плазме электрического дугового разряда распыляют металл-углеродный композитный электрод, в просверленную по центру полость которого запрессована смесь порошков железа и графита в весовом соотношении 2/1. Синтез проводят при давлении буферного газа 50 торр. Синтезированный материал представляет собой углеродную матрицу с железосодержащими наночастицами размером 5-10 нм. Отжиг осуществляют путем нагрева полученного материала до температуры 300°C, выдержки в течение двух часов и остывания в кислородсодержащей атмосфере. Изобретение позволяет получить материал, устойчивый к окислению и коагуляции, увеличить длительность его хранения, транспортировать его к месту использования для изготовления суспензий, уменьшив слипание частиц. 8 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения потерь энергии в трансформаторах во время работы получают лист электротехнической текстурированной стали, имеющий характеристики потерь в железе в диапазоне возбуждения от 1,5 до 1,9 Тл, в котором вблизи областей линейных деформаций сформировано остаточное напряжение 150 МПа или более, причем каждая такая область имеет протяженность на 300 мкм или менее в направлении прокатки и на 42 мкм или более в направлении толщины листа, а области линейных деформаций сформированы периодически с интервалами от 2 мм до 10 мм в направлении прокатки. 6 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 ил.

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. Получение ферритового материала с большой величиной ширины линии спиновых волн с намагниченностью насыщения 1800 Гс, шириной кривой ферромагнитного резонанса 40 Э, действительной составляющей диэлектрической проницаемости 15,0, тангенсом угла диэлектрических потерь не более 2-10-4, температурой Кюри не менее 200°C и шириной линии спиновых волн на частоте 9,5 ГГц не менее 10 эрстед, является техническим результатом изобретения. Ферритовый материал содержит, вес. : оксид иттрия - 45,0-45,5, оксид самария - 1,2-1,3, оксид железа - остальное. Предлагаемый состав позволяет создать ферритовый материал с вышеуказанными параметрами для производства и разработки СВЧ-приборов высокого уровня мощности. 2 табл., 6 пр.

Наверх