ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ,
МНОГОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И ФЕРРИМАГНЕТИКОВ
РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Основные свойства сегнетоэлектриков, многостенных углеродный нанотрубок и ферримагнетиков 7
1.1 Сегнетоэлектрики. Электромагнитные параметры 7
сегнетоэлектриков
1.2 Композитные материалы на основе сегнетоэлектриков 10
1.3 Понятие углеродных нанотрубок 12
1.4 Актуальность углеродных нанотрубок как радиоматериала 12
1.5 Радиопоглощающие свойства ферримагнетиков 13
1.6 Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики 14
1.7 Вывод по литературному обзору 15
2 Изготовление образцов композиционных материалов 16
2.1 Изготовление образцов композиционных материалов на основе сегнетоэлектриков 16
2.2 Изготовление образцов композиционных материалов на основе сегнетоэлектриков многостенных углеродных нанотрубок 19
2.3 Изготовление образцов композиционных материалов на основе сегнетоэлектриков и ферримагнетиков 20
3 Методика измерения образцов 23
3.1 Векторный анализатор цепей 23
3.2 Спектрометр терагерцового диапазона 24
4 Анализ полученных результатов 26
4.1 Результаты измерений образцов с различным содержанием сегнетоэлектрика BaTiO3 28
4.2 Результаты измерений образцов на основе сегнетоэлектрика BaTiO3 и многостенных углеродных нанотрубок 29
4.3 Результаты измерений образцов на основе сегнетоэлектрика BaTiOs, феррита BaFenOw и ABS пластика 30
4.4 Расчет коэффициента прохождения Т от композиционных материалов, расположенных в свободном пространстве в диапазоне частот от 100 МГЦ до 18 ГГЦ 31
4.5 Расчет коэффициента отражения R от композиционных радиоматериалов, расположенных в свободном пространстве в диапазоне частот от 100 МГЦ до 18 ГГЦ 32
4.6 Расчет коэффициента поглощения А от композиционных радиоматериалов, расположенных в свободном пространстве в диапазоне частот от 100 МГЦ до 18 ГГЦ 34
4.7 Расчет коэффициентов прохождения Т и поглощения А от композиционных радиоматериалов, расположенных в свободном пространстве в диапазоне частот от 115 ГГЦ до 258 ГГЦ 35
4.8 Выводы по полученным результатам 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 38
В настоящее время активно расширяется производство различного радиоэлектронного оборудования, а также всячески стремится к улучшению свойств (уменьшением размеров и потерь энергии, лучшей точностью и быстродействием) выпускаемой аппаратуры. Для этого требуются новые радиоматериалы с соответствующими электромагнитными характеристиками. На сегодняшний день современные технологии реализуются на основе композиционных материалов, так как на данный момент не существует однокомпонентного материала, который бы мог добиться высокой поглощающей способности в широкой полосе частот. Главной особенностью композиционных материалов является то, что они представляют комбинацию двух или более составных компонентов и обладают новыми свойствами, отличными от свойств компонентов по отдельности.
В последнее время появляются публикации работ, направленных на создание композиционных материалов на основе сегнетоэлектриков (например, 3D- печать антенн, компактных линз) [2].
Для достижения указанной цели были сформулированы задачи:
а) Проведение аналитического обзора литературных источников по тематике научно-исследовательской работы;
б) Освоение методики изготовления образцов композиционных
материалов на основе сегнетоэлектриков;
в) Изготовление образцов на основе сегнетоэлектриков, многостенных
углеродных нанотрубок и ферритов;
г) Измерение электромагнитных характеристик образцов;
д) Моделирование электромагнитного отклика от композиционных материалов;
е) Анализ полученных результатов;
ж) Оформление выпускной квалификационной работы и подготовка
доклада.
1 Обзор литературы
Для проведения исследований и анализа полученных результатов требуется ознакомится с основными понятиями, относящимися к данной работе. Для этого необходимо более подробно изучить, что такое сегнетоэлектрики, как они взаимодействуют с электромагнитным излучением, какими свойствами и характеристиками они обладают, какие материалы используются для их изготовления. Именно для этого необходимо провести литературный обзор, который позволит оценить состояние проблем в данной области, перспективность, актуальность выбранного направления исследования.
В результате выполненной работы были изучены следующие результаты:
а) Проведен аналитический обзор литературных источников по тематике сегнетоэлектриков, а также проведен анализ публикационной активности по тематике данной работы;
б) Освоена методика изготовления образцов композиционных материалов;
в) Освоена методика измерений электромагнитных характеристик
композиционных материалов;
г) Изготовлены образцы композиционных материалов;
д) Проведено измерение электромагнитных характеристик образцов на основе сегнетоэлектриков;
е) Проведен анализ полученных результатов и сделаны выводы о возможности использования исследованных материалов.
Результаты, указанные в данной выпускной квалификационной работе, были представлены на: Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы радиофизики» (Томск, 2019 г.), Шестнадцатой Всероссийской
конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов «СНИИ-2019» (Томск), Семнадцатой Всероссийской конференции студенческих научноисследовательских инкубаторов «СНИИ-2020» (Томск) и получен диплом третьей степени. Основные результаты дипломной работы представлены в 4 публикациях. Проекты, разработанные в ходе выполнения научной работы, представлены на: Всероссийском конкурсе студенческих проектов «Радиофизика и электроника» и получен диплом за лучший проект, Всероссийском конкурсе студенческих и школьных проектов «Радиофизика, измерения, автоматизация» и получен диплом первой степени.
Выражаю благодарность за оказанную помощь в измерениях Дорожкину К.В., Журавлеву В.А. и ЦКП «Центр радиофизических методов измерения, диагностики и исследований параметров природных и искусственных материалов» за предоставленное оборудование.
