RU2339105C2 - Ферритовый материал - Google Patents
Ферритовый материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339105C2 RU2339105C2 RU2006141415/02A RU2006141415A RU2339105C2 RU 2339105 C2 RU2339105 C2 RU 2339105C2 RU 2006141415/02 A RU2006141415/02 A RU 2006141415/02A RU 2006141415 A RU2006141415 A RU 2006141415A RU 2339105 C2 RU2339105 C2 RU 2339105C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- ferrite
- ferrite material
- magnetization
- titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Magnetic Ceramics (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ферритовым материалам, предназначенным для использования в сверхвысокочастотных волноводно-стержневых антенных элементах фазированных антенных решеток. Ферритовый материал содержит, мас.%: оксид железа 31,32-31,74; карбонат лития 16,19-16,35; оксид титана 35,61-36,39; оксид цинка 6,17-6,19; карбонат марганца 2,90-2,92; оксид висмута 0,39-0,41; оксид алюминия 6,45-6,97. У материала отсутствует намагниченность и магнитные потери в интервале рабочих температур -50-60°С. 1 табл.
Description
Изобретение относится к ферритовым материалам, предназначенным для использования в сверхвысокочастотных (СВЧ) волноводно-стержневых антенных элементах фазированных антенных решеток.
Известно, что с увеличением температуры намагниченность ферритовых материалов уменьшается и при достижении температурой определенного значения - точки Кюри - исчезает, а феррит становится парамагнетиком. В зависимости от состава точка Кюри для различных ферритовых материалов имеет различное значение [1]. Для получения высокой и постоянной по величине намагниченности в рабочем интервале температур составы ферритовых материалов подбирают так, чтобы температура точки Кюри была как можно выше. В ферритовых материалах потери в области СВЧ складываются из диэлектрических и магнитных потерь, причем основными являются магнитные потери, связанные с намагниченностью материала. Для уменьшения магнитных потерь температура точки Кюри должна быть как можно ниже, а в пределе - ферромагнитный материал в интервале рабочих температур выше -50°С должен работать в парамагнитной области. Тогда намагниченность феррита равна нулю, магнитная проницаемость равна единице и соответственно отсутствуют магнитные потери. Известен ферритовый материал литий-титановой системы Li1,2 Fe0,4 Ti1,40 О4, содержащий, мас.%:
Li2CO3 | 33,53 |
Fe2О3 | 24,16 |
TiO2 | 42,31. |
У этого материала температура точки Кюри равна -148°С (125 К) и, следовательно, при более высоких температурах он парамагнитен [2]. Однако вследствие большого количества титана этот материал имеет значительную величину диэлектрической проницаемости, порядка ε=20, и заметные диэлектрические потери, связанные с двухвалентными ионами железа, что ограничивает его практическое использование.
Известен ферритовый материал, содержащий, мол. доли:
Li2O | 0,395-0,475 |
TiO2 | 0,005-0,15 |
ZnO | 0,20-0,21 |
MnO2 | 0,1-0,3 |
Nb2O5 | 0,20-0,035 |
Fe2O3 | 2,175-2,395. |
Данный ферритовый материал имеет небольшие магнитные и диэлектрические потери в миллиметровом диапазоне длин волн при высоком значении намагниченности насыщения [3]. Однако из-за очень высокой намагниченности общий уровень потерь у него велик.
Известна шихта для получения ферритового материала, содержащая, мас.%:
Fe2O3 | 19,19-37,42 | Li2CO3 | 2,91-3,09 | |
ZnO | 8,21-8,72 | MnCO3 | 12,13-12,88 | |
TiO2 | 0,17-21,42 | Fe | 18,92-34,45. | |
Bi2O3 | 0,24-0,25 |
Эта шихта позволяет получить ферритовый материал с величиной резонансных потерь 0,30 дБ и ниже [4]. Однако недостатками такого ферритового материала являются его большие намагниченность и магнитные потери.
Наиболее близким к заявленному изобретению является ферритовый материал марки 3СЧ-18, содержащий, мас.%:
Fe2O3 | 59,59 |
Li2CO3 | 11,2 |
TiO2 | 18,65 |
ZnO | 7,6 |
MnCO3 | 2,74 |
Bi2O3 | 0,22. |
Этот ферритовый материал, взятый в качестве прототипа, имеет диэлектрическую проницаемость ε=16-17, малые диэлектрические потери: tgδε<5·10-4 [5].
Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного ферритового материала (прототипа), являются большие величины его намагниченности, температуры Кюри и соответственно значительные магнитные потери в интервале рабочих температур.
Сущность изобретения заключается в следующем. Его задачей является разработка и создание ферритового материала с малыми диэлектрическими потерями, обладающего свойствами парамагнетика в интервале рабочих температур -50-60°С, а также плотностью, обеспечивающей высокую механическую прочность и низкое влагопоглощение. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, выражается в отсутствии намагниченности ферритового материала и соответственно магнитных потерь в интервале рабочих температур.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный ферритовый материал, полученный из смеси порошков, содержащей Fe2О3, Li2CO3, TiO2, ZnO, MnCO3, Bi2О3, введен оксид алюминия Al2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оксид железа | 31,32-31,74 |
карбонат лития | 16,19-16,35 |
оксид титана | 35,61-36,39 |
оксид цинка | 6,17-6,19 |
карбонат марганца | 2,90-2,92 |
оксид висмута | 0,39-0,41 |
оксид алюминия | 6,45-6,97. |
Замещение железа титаном позволяет уменьшить намагниченность феррита, но при этом одновременно увеличивается диэлектрическая проницаемость. В принципе, увеличением количества титана можно добиться нулевой намагниченности, однако при этом диэлектрическая проницаемость будет порядка ε=20. Поэтому в заявленном ферритовом материале количество титана ограничено величиной диэлектрической проницаемости ε=16-17, а дальнейшее уменьшение намагниченности осуществлено путем введения оксида алюминия, который на диэлектрическую проницаемость не влияет. Уменьшение содержания оксида железа существенно снижает обменное взаимодействие и тем самым уменьшает температуру Кюри. Заявленный ферритовый материал, которому заявитель дал наименование «Феррит ЛИ-89», получают по обычной керамической технологии. В качестве исходных компонентов берут следующие порошки: оксид железа - ГОСТ 4173-83, карбонат лития - ТУ 6-09-3728-83, оксид титана - ТУ 6-09-3811-79, оксид цинка - ГОСТ 10262-73, карбонат марганца ТУ 6-09-5131-83, оксид висмута - ТУ 6-09-02-298-90, оксид алюминия - ТУ 6-09-426-75. Указанные компоненты смешивают в соотношениях по формуле изобретения, ферритизируют при температуре 1070±20°С в течение 4-6 ч, затем размалывают, проводят гидропрессование и спекают образцы при температуре 1050±20°С в течение 6-10 ч. Скорость нагрева и охлаждения составляет 200°С/ч.
Примеры осуществления изобретения представлены в таблице. Из приведенных данных видно, что по сравнению с прототипом заявленный ферритовый материал имеет общие потери в три раза меньшие, т.к. отсутствуют магнитные потери, а температура точки Кюри равна -100°С, что обеспечивает парамагнитное состояние ферритового материала в интервале рабочих температур -50-60°С. Кроме того, у него на порядок ниже влагопоглощение. Благодаря таким свойствам, простоте получения и низкой стоимости заявленный ферритовый материал может быть использован в волноводно-стержневых антенных элементах вместо дорогостоящих ситаллов.
Источники информации
1. Л.И.Рабкин, С.А.Соскин, Б.Ш.Эпштейн. Технология ферритов. М., Госэнергоиздат, 1962, стр.47.
2. Кристаллохимия феррошпинелей. Бляссе Ж. Перевод с англ. Под ред. Б.Е.Левина. М., «Металлургия», 1968, стр.134.
3. RU 2247436, Н01F 1/34, 2005.
4. RU 2009561, Н01F 1/34, 1994.
5. Каталог «Сверхвысокочастотные магнитные и диэлектрические материалы». СПб., ОАО «Завод «Магнетон», 2001.
Claims (1)
- Ферритовый материал, содержащий оксид железа, карбонат лития, оксид титана, оксид цинка, карбонат марганца и оксид висмута, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оксид железа 31,32-31,74 карбонат лития 16,19-16,35 оксид титана 35,61-36,39 оксид цинка 6,17-6,19 карбонат марганца 2,90-2,92 оксид висмута 0,39-0,41 оксид алюминия 6,45-6,97.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006141415/02A RU2339105C2 (ru) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Ферритовый материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006141415/02A RU2339105C2 (ru) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Ферритовый материал |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006141415A RU2006141415A (ru) | 2008-06-20 |
RU2339105C2 true RU2339105C2 (ru) | 2008-11-20 |
Family
ID=40241532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006141415/02A RU2339105C2 (ru) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Ферритовый материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2339105C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540971C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро-1" | Ферритовый материал |
RU2543973C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро-1" | Ферритовый материал |
RU2543523C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро-1" | Ферритовый материал |
RU2776991C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-07-29 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Ферритовый материал |
-
2006
- 2006-11-24 RU RU2006141415/02A patent/RU2339105C2/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540971C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро-1" | Ферритовый материал |
RU2543973C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро-1" | Ферритовый материал |
RU2543523C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-03-10 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро-1" | Ферритовый материал |
RU2776991C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-07-29 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Ферритовый материал |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006141415A (ru) | 2008-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6744143B2 (ja) | 合成ガーネット材料、改質された合成ガーネット組成物、および合成ガーネットを製造する方法 | |
US11814301B2 (en) | Temperature insensitive dielectric constant garnets | |
US8758721B2 (en) | Enhanced hexagonal ferrite material and methods of preparation thereof | |
Ahmad et al. | Magnetic and microwave attenuation behavior of Al-substituted Co2W hexaferrites synthesized by sol-gel autocombustion process | |
US11961644B2 (en) | Indium containing magnetic garnet materials | |
Yoshikiyo et al. | High-frequency millimeter wave absorption of indium-substituted ε-Fe2O3 spherical nanoparticles | |
US11069983B2 (en) | Modified Z-type hexagonal ferrite materials with enhanced resonant frequency | |
Zheng et al. | Low loss ${\rm NiZn/Co} _ {2}{\rm Z} $ composite ferrite with almost equal values of permeability and permittivity for antenna applications | |
TW201433560A (zh) | 對組合物中稀土金屬之有效取代作用及供電子應用之材料 | |
US11945753B2 (en) | Low loss power ferrites and method of manufacture | |
WO2020018572A1 (en) | Magnetic materials with high curie temperatures and dielectric constants | |
Zi et al. | Magnetic and microwave absorption properties of W-type Ba (ZnxCo1− x) 2Fe16O27 hexaferrite platelets | |
RU2339105C2 (ru) | Ферритовый материал | |
Yang et al. | Nb5+ ion substitution assisted the magnetic and gyromagnetic properties of NiCuZn ferrite for high frequency LTCC devices | |
Wu et al. | Crystallographically textured Ba0. 8La0. 2Fe11. 8-xCu0. 2O19-δ hexaferrites with narrow FMR linewidth | |
Liao et al. | Magnetic properties and microstructure of low temperature sintered LiZnMnTi ferrites doped with Li2CO3B2O3Bi2O3SiO2 glasses | |
US5593612A (en) | U, W, X, Y and Z-type ferrites | |
Li et al. | Preparation and properties of Ba3− xBixCo2+ xFe24− xO41 Z-type hexaferrites | |
Vinnik et al. | Ferrite-based solid solutions: Structure types, preparation, properties, and potential applications | |
Li et al. | Bi2O3 adjusting equivalent permeability and permittivity of M-type barium ferrite for antenna substrate application | |
Vinaykumar et al. | Low-temperature sintering of SrCo1. 5Ti1. 5Fe9O19 ferrite and its characterization for X-band antenna application | |
Hassan et al. | Structural effect on Magneto-electric properties in (1-x) BiFe0. 9La0. 1O3+ xNi0. 6Zn0. 4Fe1. 94V0. 06O4 composites | |
Vinaykumar et al. | Characterizations of low-temperature sintered BaCo1. 3Ti1. 3Fe9. 4O19 M-type ferrite for high-frequency antenna application | |
CN112939590A (zh) | 一种x波段准平面化器件用六角铁氧体材料及其制备方法 | |
Kaiyum et al. | Influence of Eu3+ substitution on structural, magnetic and dielectric properties of Bi0. 9La0. 1FeO3 |