Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал



Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал
Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал
Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал
Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал
Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал

 


Владельцы патента RU 2592867:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

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 приготовлению материалов, обладающих магнитодиэлектрическим эффектом, которые могут быть полезны для химической промышленности, материаловедения, спинтроники как новые материалы, допускающие возможность управления величиной диэлектрической проницаемости с помощью внешнего магнитного поля.

Известен материал - композиционный магнитный эластомер, состоящий из матрицы высокоэластичного полимера и наполнителя из магнитных частиц, в котором наблюдается изменение диэлектрической постоянной под действием магнитного поля (магнитодиэлектрический эффект) [RU 2522546, МПК H01F 1/00, опубл. 10.02.2014].

Недостатки этого материала заключаются в том, что он характеризуется свойствами, определяемыми полимерной матрицей с низкой температурой плавления, и получен трудоемким процессом изготовления.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является четырехкомпонентное оксидное соединение - монокристалл HoAl3(ВО3)4 [A.L. Freydman, A.D. Balaev, A.A. Dubrovskiy, Е.V. Eremin, V.L. Temerov, I.A. Gudim. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 115, 174103 (2014), прототип], характеризующийся изменением диэлектрической постоянной под действием магнитного поля и содержащий гольмий, алюминий, бор и кислород.

Недостатки прототипа заключаются в сложности получения монокристаллического соединения и наличии анизотропности магнитодиэлектрического эффекта.

Техническим результатом изобретения является получение нового поликристаллического материала с магнитодиэлектрическим эффектом, обладающего возможностью управления величиной диэлектрической проницаемости с помощью внешнего магнитного поля.

Указанный технический результат достигается тем, что магнитодиэлектрический оксидный керамический материал LiCuFe2(VO4)3 получен твердофазным синтезом из исходных компонентов Li2CO3, Fe2O3, V2O5 и CuO, при следующем соотношении, мас. %:

Li2CO3 - 14,93;

Fe2O3 - 32,26;

V2O5 - 36,74;

CuO - 16,07.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое изобретение отличается качественным и количественным составом. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

На фиг. представлена кривая зависимости диэлектрической проницаемости 8 заявляемого соединения от магнитного поля Н.

Изобретение осуществляется следующим образом. Способ получения материала, обладающего магнитодиэлектрическим эффектом и допускающего возможность управления величиной диэлектрической проницаемости с помощью внешнего магнитного поля, представляет собой твердофазный синтез. В качестве исходных компонентов используются окислы Li2CO3, Fe2O3, V2O5 и CuO при следующем соотношении мас. %: 14,93; 32,26; 36,74 и 16,07, соответственно.

Исходные компоненты, составляющие шихту, перед развеской высушиваются в течение 6 часов при температуре 105°C, смешиваются и перетираются вручную пестиком в ступке с добавлением этилового спирта. Шихта составляется с учетом фактического содержания основного вещества в материале. Из приготовленной шихты с помощью пресс-формы формуются таблетки под давлением около 10 кбар диаметром 10 мм и толщиной 1,5-2,0 мм. Таблетки помещаются в алундовый тигель и отжигаются в печи. Нагрев печи осуществляется со скоростью 150 град/час и регулируется программным регулятором. Точность измерения температуры в печи составляет 0,1°C. Перепад температур в рабочей области печи не превышает 5°C. Охлаждение печи происходит естественным путем. Отжиг проводится в два этапа (Таблица 1). После завершения первого отжига таблетки перетираются, полученный порошок формуется в таблетки и осуществляется второй отжиг.

Химический и фазовый состав синтезированных образцов контролировался методом рентгеноструктурного анализа. Порошковая рентгенограмма LiCuFe2(VO4)3 отснята при комнатной температуре на дифрактометре D8 ADVANCE фирмы Bruker, используя линейный детектор VANTEC и Cu-Кα излучение. На рентгенограмме не обнаружено рефлексов, соответствующих фазам примесей. В таблице 2 показано содержание элементов в синтезированном поликристаллическом соединении. В таблице 3 приведены основные кристаллографические характеристики соединения LiCuFe2(VO4)3 и параметры рентгеновского эксперимента.

На фиг. показана кривая зависимости диэлектрической проницаемости ε заявляемого соединения от магнитного поля Н. Из фиг. следует, что приложение магнитного поля приводит к увеличению диэлектрической проницаемости 8, то есть полученный материал LiCuFe2(VO4)3 обладает магнитодиэлектрическим эффектом. Экспериментально показано, что связь между электрической и магнитной подсистемами в соединении LiCuFe2(VO4)3 дает возможность изменять электрические свойства с помощью магнитного поля.

Полученный новый материал, отвечающий формуле LiCuFe2(VO4)3, расширяет ряд материалов, допускающих возможность управления величиной диэлектрической проницаемости внешним магнитным полем.

Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал LiCuFe2(VO4)3, полученный твердофазным синтезом из исходных компонентов, при следующем соотношении, мас.%:

Li2CO3 14,93
Fe2O3 32,26
V2O5 36,74
CuO 16,07



 

Похожие патенты:

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.

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.
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. 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.
Наверх