Создание эффективных систем электромагнитной защиты на основе магнитомягких аморфных и нанокристаллических сплавов Co и Fe

• Автор: Кузнецов, Павел Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАГНИТОМЯГКИХ СПЛАВОВ И СОЗДАНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ НОВЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

1Л. Аморфные и нанокристаллические магнитомягкие сплавы

1.2. Приборное и методическое обеспечение исследований структуры нанокристаллических материалов

13. Нормативные документы, регламентирующие защиту от электромагнитного излучения. Электромагнитная совместимость.

1.4. Радиопоглощающие материалы

1.5. Материалы для экранирования магнитных полей промышленной частоты

1.6. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы

2.2. Разработка метода контроля лент аморфных сплавов на основе системы плоских катушек

2.3. Разработка метода выходного контроля экранирующих материалов в катушке поля
2.4. Метод атомно-силовой микроскопии
2.5. Метод универсальной дезинтеграторно-активаторной обработки для получения порошков
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ 100 —10000 МГЦ
3.1. Морфологический анализ порошков, полученных методом УДА обработки лент нанокристалличских сплавов
0 3.2. Кинетика кристаллизации лент и порошков нанокристаллических
сплавов
3.2.1. Рентгеновский метод
3.2.2. Атомно-силовая микроскопия
3.3. Влияние структуры порошков на свойства композиционных материалов
3.3.1. Магнитные свойства
3.3.2. Диэлектрические свойства

3.4. Влияние дисперсности порошка и его структуры на радиопоглощающие характеристики
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ
* ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ (50 ГЦ)
4.1. Эффективность экранирования лент аморфных сплавов в состоянии поставки
4.2. Влияние термообработки на экранирующие свойства и структуру лент аморфных сплавов
4.3. Разработка конструкции магнитного экрана
4.4. Зависимость эффективности экранирования от режимов
ф термообработки аморфных сплавов
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ
МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
5.1. Радиопоглощающие материалы для защиты от электромагнитных полей
5.2 Экраны для защиты от статических и переменных магнитных полей
* ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

Разработка новых материалов и технологий их получения является объективной
♦ необходимостью технического и социального развития общества. Без них невозможно представить существенные достижения ни в одном из важных направлений науки и техники. Традиционные кристаллические материалы к настоящему времени практически достигли предела своих физико-механических и эксплуатационных свойств. Поэтому в последние годы отмечается быстрый рост научного, промышленного и коммерческого интереса к новому классу материалов с аморфной и нанокристаллической структурой. Для развития работ в этом
# направлении в настоящее время Президентом РФ утверждено приоритетное направление развития науки, технологий и техники Российской Федерации «Индустрия наносистем и материалы» и соответствующая критическая технология «Нанотехнологии и наноматериалы». Реализация разработок этого направления открывает реальные перспективы создания новых видов конкурентоспособной продукции гражданского и двойного применений.
Одной из важнейших проблем является разработка новых более эффективных Ф систем защиты от электромагнитных полей радиочастотного диапазона и
магнитных полей промышленной частоты, удовлетворяющих современным требованиям директивы совета Европы №89/336 и российских СанПиН и ГОСТов по электромагнитной совместимости (ЭМС) [1]. Без выполнения этих требований невозможна сертификация и соответствующая реализация целого ряда изделий.
Применение защитных материалов и покрытий с целью снижения взаимного влияния радиокомпонентов, улучшения электромагнитной совместимости различных систем, а также экологических условий окружающей среды [2] является важнейшим направлением развития техники на современном этапе.
Для создания систем электромагнитной защиты наиболее распространенными • материалами являются ферриты и кристаллические сплавы на основе железа
(пермаллои, альсиферы). Анализ современных тенденций показывает, что по совокупности магнитных свойств имеется реальная перспектива замены этих материалов аморфными и нанокристаллическими магнитомягкими сплавами.
Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию структуры и магнитных свойств аморфных и нанокристалличекских сплавов, в
Глава 3. Исследование нанокристаллических сплавов для получения радиопоглощающих материалов в диапазоне частот 100 —10000 МГц
В главе 1 показано, что радиопоглощающие материалы должны сочетать в себе как магнитные и диэлектрические свойства, так и электропроводящие. Такое сочетание может быть получено при создании композитов «полимер-магнитный порошок». Перспектива использования порошковых нанокристаллических магнитомягких сплавов в отличие от порошков ферритов, наиболее широко используемых для создания радиопоглощающих материалов, связана с тем, что они наряду с высокими магнитными свойствами обладают существенно более высокой проводимостью. Известно [47, 66, 67], что накопленный к настоящему времени экспериментальный и теоретический материал, являющийся основой для дальнейшего развития науки о композиционных материалах на основе полимеров и различных функциональных наполнителей, не позволяет на фоне значительных достижений в данной области прогнозировать свойства композитов, исходя из параметров составляющих его ингредиентов. Это обусловлено тем, что в композиционных магнитных материалах основные магнитные характеристики сложным образом зависят от объемной доли, размера и формы частиц магнитного компонента. Не менее важным является и структурное состояние материала — аморфное, нанокристаллическое, микрокристаллическое или кристаллическое. Важным является и структурное состояние поверхности магнитного материала, так как, например, высокочастотные магнитные свойства определяются не всем объемом магнитного материала, а только «скин-слоем», в котором существует электромагнитная волна.
Таким образом, для создания радиопоглощающего материала необходимо, во-первых, провести морфологический анализ порошков, получаемых с помощью разработанного нами метода универсальной дезинтеграторно-активаторной (УДА) обработки лент. Во-вторых, исследовать процессы структурного перехода лент и порошков из аморфного состояния в нанокристаллическое как во всем объеме, так и на поверхности. Для этого может быть использован как традиционный метод рентгеновской дифракции, так и предлагаемый метод на основе атомно-силовой микроскопии (см. главу 2). В-третьих, исследовать влияние фракционного состава