Радиопоглощающие свойства ферритов и магнитодиэлектрических композитов на их основе

• Автор: Морченко, Александр Тимофеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Радиопоглощающие магнитные материалы: особенности их структуры и свойств; природа магнитных потерь и специфика применения (литературный обзор)

1.1 Радиопоглощающие материалы и покрытия: общая характеристика

1.2 Ферриты как эффективные радиопоглощающие материалы

1.2.1 Кристаллохимия ферритов-шпинелей

1.2.2 Основные свойства магнитомягких ферритов

1.2.3 Особенности ферритов на основе твердых растворов МпГе204 и 2пРе

1.2.4 Примеры разработок РПМ на основе ферритов

1.2.5 Природа магнитных потерь в ферритах

1.3 Композиционные РПМ
1.3.1 Композиционные магнитные материалы
1.3.2 Состояние разработок в области создания композиционных РПМ
1.4 Исследования композиционных РПМ с ферритовыми и гибридными наполнителями
1.5 Эффективные электромагнитные характеристики композиционных материалов
1.6 Выводы по литературному обзору. Постановка задачи исследований. 60 ГЛАВА 2. Получение и исследование радиопоглощающих ферритов со структурой шпинели
2.1 Основные методы получения поликристаллических ферритов
2.2 Основы керамической технологии ферритов
2.2.1 Методы синтеза ферритовых порошков
2.2.2 Гранулирование ферритовых порошков
2.3 Управление радиопоглощением в №-2п ферритах
2.3.1 Изготовление образцов №-гп ферритов
2.3.2 Экспериментальные методы исследования
2.3.3 Факторы, влияющие на радиопоглощение в №-2п ферритах
2.3.4 Разработка нового состава №^п феррита с повышенным уровнем радиопоглощения
2.4 Управление радиопоглощением в ферритах

2.4.1 Получение Mg-Zn ферритов
2.4.2 Факторы, влияющие на радиопоглощение в Mg-Zn ферритах
2.5 Получение гранулированных порошков Mn-Zn ферритов
ГЛАВА 3. Композиционные магнитодиэлектрические РИМ на основе магнитомягких ферритов
3.1 Композиционные материалы с наполнителем из Ni-Zn феррита и связующего парафина
3.2 Композиционные материалы с наполнителем из гранул порошка Mn-Zn феррита
3.2.1 Характеристика исходных материалов
3.2.2 Приготовление радиопоглощающих КМ на основе парафина с наполнителем из гранулированных порошков магнитомягких ферритов
3.2.3 Результаты исследования радиопоглощающих КМ с парафиновым связующим
3.2.4 Результаты исследования радиопоглощающих КМ с силиконовым герметиком
3.2.5 Композиционные РПМ на основе клея ПВА
ГЛАВА 4. Анализ результатов на основе модельных представлений о структуре и свойствах композиционных РПМ как многокомпонентных систем
4.1 Моделирование структуры феррит-диэлектрических КМ
4.2 Оценка эффективного значения диэлектрической проницаемости КМ
4.3 Поглощательная способность композиционных РПМ
4.4 Анализ характеристик феррит-диэлектрических РПМ в приближении
эффективной среды
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ
РПМ - радиопоглощающий материал;
РПП - радиопоглощающее покрытие;
РП - радиопоглощение;
МД - магнитодиэлектрический;
ЭМИ - электромагнитный;
ЭМВ - электромагнитная волна;
ЭМИ - электромагнитное излучение;
ПЭВМ - персональная электронно-вычислительная машина (компьютер); КМ - композиционный материал;
ГС - гетерогенная среда (система, структура);
ЭС - эффективная среда;
ФШ - феррит-шпинель;
а-подрешетка - октаэдрическая подрешетка в структуре шпинели;
Ь, (і-подрешетка - тетраэдрическая подрешетка в структуре шпинели;
ФД - феррит-диэлектрический;
РДС - резонанс доменных стенок;
ЕФМР - естественный ферромагнитный резонанс;
НЧ - низкая частота, низкочастотный;
ВЧ - высокая частота, высокочастотный;
СВЧ - сверхвысокочастотный (о диапазоне излучения);
КСВН - коэффициент стоячей волны;
ПК - простая кубическая упаковка;
ОЦК - объемно-центрированная упаковка;
ГЦК - гранецентрированная упаковка;
ПУ - плотнейшая упаковка;
ГПУ - гексагональная плотнейшая упаковка;
Кк - коэффициент компактности (упаковки);
КЗФ - крупнозернистая фракция феррита в шихте;

Коэффициент 2 учитывает увеличение объема первого домена и уменьшение объема второго домена.
При малых отклонениях поверхность доменной стенки близка к поверхности эллипсоида вращения с большой осью 2г и малой осью 2х. Увеличение объема домена V поэтому равно объему эллипсоида
У = (4/3)лхг2. (1-9)
Энергия размагничивающего поля эллипсоида составляет
IV = Иш V10 2/2цц0 (1.10)
где N - размагничивающий фактор, ц0 - магнитная постоянная, /л - магнитная проницаемость феррита. При малых отклонениях доменной стенки:
N ~ х/г (1.11)
С учетом соотношений (1.9) и (1.11) выражение (1.10) принимает вид:
IV = 2п х2г 102/3/и/л0. (1-12)
Согласно модели Глобю [25], изгиб доменной стенки вызывает возрастание ее поверхности, что приводит к увеличению энергии доменной стенки. В общем случае необходимо учитывать оба механизма возрастания энергии системы в результате смещения доменной стенки.
Возникновение магнитного момента в результате деформации доменной стенки и увеличение площади доменной стенки приводит к возникновению возвращающей силы стремящейся вернуть стенку в равновесное положение. При обратном перемещении доменной стенки на величину сЬс этой силой совершается работа
/ч£с = сНУ + ос15 (1.13)
где а - поверхностное натяжение доменной стенки, йБ — изменение площади доменной стенки. Согласно [24] величина поверхностного натяжения доменной стенки равна
о = (2кТсК/а)т, (1-14)
где к - постоянная Больцмана, Тс - температура Кюри, К - константа кристаллографической анизотропии, а - постоянная решетки. При малых отклонениях поверхность доменной стенки Б составляет