Введение 6
1 Аналитический обзор 8
1.1 История возникновения ферритов 8
1.2 Кинетика литиевых ферритов 9
1.2.1 Реакционная способность шихты 9
1.2.2 Кинетика литиевых ферритов 13
1.3 Производство литиевых ферритов 15
1.3.1 Сырье для ферритов системы Li-Ti-Zn 15
1.3.2 Технологический процесс изготовления литиевых ферритов 17
1.4 Феноменология ферромагнетизма. Магнитный гистерезис 20
2 Цель и задачи работы 23
3 Основная часть. Экспериментальные исследования 24
3.1 Подготовка образцов 24
3.2 Методы исследования 24
3.2.1 Рентгенофазовый анализ 24
3.2.2 Качественный рентгено флуоресцентный анализ 25
3.2.3 Гранулометрический анализ 25
3.2.4 Определение коэффициента усадки 26
3.2.5 Определение плотности 26
3.2.6 Микроскопический метод исследования 26
3.3 Характеристика исходных материалов 26
3.4 Экспериментальные результаты 29
3.4.1 Результаты исследования фазового состава сырьевых материалов и
партий литиевых ферритов 29
3.4.2 Результаты исследования экспериментальных партий литиевых ферритов
на соответствие химического состава 40
3.4.3 Результаты исследования гранулометрического состава сырьевых
материалов и партий литиевых ферритов 41
3.4.4 Результаты определения коэффициента усадки, плотности и
электромагнитных параметров литиевых ферритов 54
3.4.5 Результаты исследования микроструктуры образцов литиевых ферритов 56
4 Выводы по работе 64
Список использованных источников
На сегодняшний день следует отметить факт возрастания суммарного электромагнитного загрязнения как в производственных и научных, так и в бытовых помещениях за счет широкого применения устройств, использующих высокочастотную радиоэлектронику. К сожалению, не всегда удается достичь снижения с опасного до безопасного уровня электромагнитного излучения (ЭМИ), путем расстановки оборудования и увеличения расстояния до биологических объектов. Также существует такая современная проблема, как обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) блоков радиоэлектронной аппаратуры при постоянно возрастающей плотности монтажа и росте рабочей частоты. Не менее важной проблемой настоящего времени является разработка средств защиты объекта от утечки информации по техническим каналам и из неподготовленных помещений [1].
Для решения перечисленных задач необходимы материалы, эффективно отражающие или поглощающие ЭМИ. Но существующий обширный ряд материалов этого класса не полностью соответствует современным требованиям по причине того, что теряется эффективность в СВЧ-диапазоне, не обеспечивается требуемая широкополосность, возникают проблемы при обработке и применении, весовые и габаритные показатели не устраивают потребителей. Значительная часть проблем решается с помощью композиционных материалов, активной фазой которых могут быть как вновь созданные вещества, так и ранее применяемые для других целей.
Современное развитие и совершенствование электронной техники сопровождается все большей востребованностью магнитных материалов узкоспециального назначения, обладающих определенным сочетанием
электрофизических и магнитных свойств. Сказанное в полной мере относится к литиевым ферритам, используемым для разработки различных устройств СВЧ- диапазона [2-4], и к композитам на их основе, расширяющим функциональные возможности литиевых ферритов.
Наиболее распространенным в настоящее время способом получения СВЧ- ферритовых материалов является керамический метод, который основан на высокотемпературном нагреве при синтезе магнитных порошков и дальнейшем спекании ферритовой керамики [5]. Главным недостатком данной технологии
получения ферритов является высокая вероятность вхождения в состав спеченных изделий частиц непрореагировавших оксидов и включений фаз промежуточных продуктов синтеза. Подобного рода дефекты могут приводить к разбросу полей анизотропии по объему образца, создавать поля микроупругих напряжений, увеличивать пористость материала. Все это способствует неоднородности магнитной анизотропии феррита и тем самым ухудшает его магнитные характеристики. Особенно чувствительны к нарушениям химической однородности электромагнитные характеристики литиевых СВЧ-ферритов [6].
Целью данной дипломной работы является исследование влияния гранулометрии сырьевых материалов и температуры ферритизации на микроструктуру и электромагнитные параметры феррита в системе Li-Ti-Zn.
1. Изучена научно-техническая литература, содержащая сведения о литиевых ферритах и электромагнитных параметрах феррита в системе Li-Ti-Zn.
2. Методами микроскопического анализа установлено, что дисперсность исходных сырьевых материалов влияет на активность роста зерна, равномерность и величину межзеренных границ и пространств, что, в свою очередь, ведет к влиянию на электромагнитные параметры феррита и конечные параметры СВЧ-прибора.
3. Для получения более мелкодисперсного продукта карбоната лития было использовано механическое измельчение. Это позволило получить необходимую однородность шихты. Следует отметить, что данный метод имеет следующие недостатки: возможность загрязнения продукта материалом мелющих тел, например, оксидом железа (III), что приводит к изменению от заданного состава; энергоемкость; увеличение разброса по размерам частиц. Исходя из вышесказанного, самым оптимальным вариантом можно считать механический помол в вибром ельнице с длительностью 4 часа, это подтверждают результаты измерений электромагнитных параметров.
4. Методами рентгенофазового анализа установлено, что температура ферритизации не влияет на фазовый состав. Также следует отметить, что при синтезе литиевых ферритов более высокая температура ферритизации увеличивает плотность готовых изделий и влияет на значение величины коэрцитивной силы Hc и насыпной плотности 8уд, увеличивая стабильность электромагнитных параметров. Например, намагниченность насыщения оказывается гораздо менее зависимой от параметров техпроцесса, если степень ферритизации близка к 100 %.
