RU2637269C1 - Ferrite material - Google Patents
Ferrite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637269C1 RU2637269C1 RU2016145989A RU2016145989A RU2637269C1 RU 2637269 C1 RU2637269 C1 RU 2637269C1 RU 2016145989 A RU2016145989 A RU 2016145989A RU 2016145989 A RU2016145989 A RU 2016145989A RU 2637269 C1 RU2637269 C1 RU 2637269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- ferrite material
- koe
- nio
- coercive force
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Magnetic Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоэлектронной технике и касается создания анизотропных ферритовых СВЧ материалов для создания невзаимных устройств в миллиметровом диапазоне длин волн в современной и перспективной радиолокации и связи. Для развития этого направления необходимы улучшенные гексаферриты с пониженными СВЧ потерями, улучшенной термостабильностью и с повышенной коэрцитивной силой. Последнее качество позволит уменьшить величину внешнего подмагничивания устройства или совсем отказаться от него, что положительно скажется на массогабаритных характеристиках приборов, способствуя их миниатюризации.The invention relates to electronic equipment and relates to the creation of anisotropic ferrite microwave materials for the creation of non-reciprocal devices in the millimeter wavelength range in modern and promising radar and communications. To develop this direction, improved hexaferrites with reduced microwave losses, improved thermal stability, and increased coercive force are needed. The latter quality will reduce the magnitude of the external magnetization of the device or completely abandon it, which will positively affect the mass and size characteristics of the devices, contributing to their miniaturization.
К настоящему времени накоплен значительный опыт по производству высокоплотных ферритов с гексагональной кристаллической структурой с полями анизотропии На от 6 кЭ до 35 кЭ для миллиметрового диапазона длин волн - 18-94 ГГц (каталог фирмы АО «НИИ «Феррит-Домен»). При уменьшении значения На ниже 12-13 кЭ величина коэрцитивной силы падает, особенно при повышении плотности гексаферритов.To date, considerable experience has been accumulated in the production of high-density ferrites with a hexagonal crystal structure with anisotropy fields H and from 6 kOe to 35 kOe for the millimeter wavelength range of 18-94 GHz (catalog of the JSC Research Institute Ferrit-Domain). With decreasing values of H and lower value 12-13 kOe of coercive force decreases, especially at higher densities hexaferrite.
Ряд термостабильных марок с На от 6 до 13 кЭ и коэрцитивной силой Нс=0,07÷0,5 кЭ при низкой плотности материала (≤4,2) разработан на основе известного ферритового материала (авторское свидетельство №623239, 05.09.1978 г.), содержащего следующее соотношение компонентов, вес %:A number of thermostable grades with N a from 6 to 13 kOe and a coercive force N c = 0.07 ÷ 0.5 kOe at a low material density (≤4.2) were developed on the basis of the known ferrite material (copyright certificate No. 623239, 09/05/1978 g) containing the following ratio of components, weight%:
Известен термостабильный ферритовый материал (авторское свидетельство №387442, 21.06.1973 г.) содержащий, вес %:Known thermostable ferrite material (copyright certificate No. 387442, 06/21/1973) containing, weight%:
который характеризуется стабильной величиной поля анизотропии (На=10÷12 кЭ), но имеет узкий диапазон На.which is characterized by a stable anisotropy field (N a = 10 ÷ 12 kOe), but has a narrow range of N a .
Известен также ферритовый материал (авторское свидетельство №441598, 30.08.1974 г.), содержащий, вес %:Also known ferrite material (copyright certificate No. 441598, 08/30/1974), containing, weight%:
обладающий большой Нс до 1,5 кЭ.having a large N with up to 1.5 kOe.
При повышении плотности этих ферритовых материалов, необходимой при изготовлении полированных подложек для микрополосковых приборов в интегральном исполнении, возникают проблемы, связанные с ухудшением электромагнитных свойств. С ростом плотности происходит снижение коэрцитивной силы, увеличивается проводимость, растут диэлектрические потери.With an increase in the density of these ferrite materials, which is necessary in the manufacture of integrated polished substrates for microstrip devices, problems arise associated with a deterioration in electromagnetic properties. With increasing density, the coercive force decreases, conductivity increases, and dielectric losses increase.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является ферритовый материал по авторскому свидетельству №441598, взятый в качестве прототипа.The closest analogue of the claimed invention is ferrite material according to copyright certificate No. 441598, taken as a prototype.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении гексаферритового материала с полями анизотропии На=7÷13 кЭ, более низкими по сравнению с прототипом, с повышенным значением плотности ≥4,8 г/см3 (до 0,9ρтеор) при значения коэрцитивной силы Hc≥1 кЭ и уменьшенных диэлектрических потерях tgδε≤8⋅10-4.The technical result of the claimed invention is to obtain hexaferrite material with anisotropy fields N a = 7 ÷ 13 kOe, lower than the prototype, with an increased density value of ≥ 4.8 g / cm 3 (up to 0.9ρ theory ) with a coercive force value H c ≥1 kOe and reduced dielectric loss tanδ ε ≤8⋅10 -4 .
Для достижения технического результата предлагается ферритовый материал, который содержит в качестве базового состава оксиды Sr, Ni, Cr и Fe, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид скандия и оксид марганца при следующем соотношении компонентов, вес %:To achieve a technical result, a ferrite material is proposed which contains Sr, Ni, Cr and Fe oxides as the base composition, characterized in that it additionally contains scandium oxide and manganese oxide in the following ratio of components, weight%:
Предлагаемый ферритовый материал получают по следующей технологии.The proposed ferrite material is obtained by the following technology.
Исходные компоненты, взятые в необходимых соотношениях, перемешиваются в вибромельнице до получения однородной по составу смеси. Смесь синтезируют при температуре 1220-1280°C в течение 4-6 часов на воздухе. Полученный ферритовый порошок подвергают мокрому помолу в этиловом спирте в течение 20÷24 часов. Из полученной пасты прессуют образцы в постоянном магнитном поле величиной, примерно 0,7 На при удельном давлении 0,3÷0,5 т/см2. После сушки образцы обжигают при температуре 1250-1350°C в атмосфере кислорода.The initial components, taken in the required proportions, are mixed in a vibratory mill until a mixture is uniform in composition. The mixture is synthesized at a temperature of 1220-1280 ° C for 4-6 hours in air. The obtained ferrite powder is subjected to wet grinding in ethanol for 20 ÷ 24 hours. Samples are pressed from the obtained paste in a constant magnetic field of about 0.7 N and at a specific pressure of 0.3 ÷ 0.5 t / cm 2 . After drying, the samples are fired at a temperature of 1250-1350 ° C in an oxygen atmosphere.
На спеченных образцах определялись следующие параметры: плотность - ρ, поле анизотропии - На, диэлектрические потери - tgδε и коэрцитивная сила - Нс - по стандартным методикам в соответствии с МЭК. Плотность определялась методом гидростатического взвешивания, поле анизотропии измерялось резонансным методом на сферических образцах. Тангенс угла диэлектрических потерь измерялся резонансным методом на частоте 10 ГГц на стержнях размером 1,12×1,12×18 мм. Коэрцитивная сила контролировалась на гестериографе в магнитном поле 10 кЭ на дисках ∅30×4 мм.The following parameters were determined on sintered samples: density - ρ, anisotropy field - Н а , dielectric loss - tanδ ε and coercive force - Н с - by standard methods in accordance with IEC. The density was determined by hydrostatic weighing; the anisotropy field was measured by the resonance method on spherical samples. The dielectric loss tangent was measured by the resonance method at a frequency of 10 GHz on rods 1.12 × 1.12 × 18 mm in size. The coercive force was controlled on a gesteriograph in a 10 kOe magnetic field on диск30 × 4 mm disks.
Примеры получения ферритовых материалов, их состав и свойства приведены в таблице 1.Examples of obtaining ferrite materials, their composition and properties are shown in table 1.
В примерах №1, 2, 3, 4 даны химические составы в пределах заявленных процентных соотношений и соответствующие им параметры.In examples No. 1, 2, 3, 4, chemical compositions are given within the stated percentages and the corresponding parameters.
Пример №5. Увеличение содержания Sc2O3 и уменьшение Cr2O3 по сравнению с заявленными пределами приводили к снижению На и Нс.Example No. 5. An increase in the content of Sc 2 O 3 and a decrease in Cr 2 O 3 compared with the stated limits led to a decrease in H a and H c .
Пример №6. Уменьшение содержания Sc2O3 и увеличение Cr2O3 по сравнению с заявленными пределами приводили к росту На.Example No. 6. A decrease in the content of Sc 2 O 3 and an increase in Cr 2 O 3 compared with the stated limits led to an increase in H a .
Пример №7. Увеличение содержания Mn2O3 по сравнению с заявленными пределами приводит к увеличению диэлектрических потерь.Example No. 7. The increase in the content of Mn 2 O 3 compared with the stated limits leads to an increase in dielectric loss.
Пример №8. Уменьшение Mn2O3 по сравнению с заявленными пределами также приводит к росту диэлектрических потерь.Example No. 8. A decrease in Mn 2 O 3 compared with the stated limits also leads to an increase in dielectric loss.
Пример №9. Увеличение или уменьшение содержания NiO и SrO по сравнению с заявленными пределами приводит к появлению фаз других соединений, таких как SrFe12O19, Sr5Fe4O11, NiFeO4 и α-Fe2O3, которые ухудшают основные электромагнитные свойства ферритов и затрудняют спекание, например, №9.Example No. 9. An increase or decrease in the content of NiO and SrO compared with the stated limits leads to the appearance of phases of other compounds, such as SrFe 12 O 19 , Sr 5 Fe 4 O 11 , NiFeO 4 and α-Fe 2 O 3 , which degrade the basic electromagnetic properties of ferrites and make sintering difficult, for example, No. 9.
Предлагаемое изобретение было создано в процессе выполнения тематического плана предприятия «Исследование возможности повышения коэрцитивной силы у гексаферритов с низкими полями анизотропии».The present invention was created in the process of implementing the thematic plan of the enterprise "Research on the possibility of increasing the coercive force in hexaferrites with low fields of anisotropy."
Создание гексаферритов с полями анизотропии менее 12-13 кЭ с повышенным значением коэрцитивной силы расширит номенклатуру материалов, применяемых в миллиметровом диапазоне радиочастот, и позволит создавать СВЧ приборы без внешнего подмагничивания.The creation of hexaferrites with anisotropy fields of less than 12-13 kOe with an increased coercive force will expand the range of materials used in the millimeter range of radio frequencies and will allow the creation of microwave devices without external magnetization.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145989A RU2637269C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Ferrite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145989A RU2637269C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Ferrite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2637269C1 true RU2637269C1 (en) | 2017-12-01 |
Family
ID=60581733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016145989A RU2637269C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Ferrite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2637269C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU387442A1 (en) * | 1971-12-28 | 1973-06-21 | Ferritic material | |
| SU441598A1 (en) * | 1973-05-16 | 1974-08-30 | Предприятие П/Я А-1216 | Ferrite material |
| SU555448A1 (en) * | 1975-09-23 | 1977-04-25 | Manganese-zinc ferrite | |
| SU581511A1 (en) * | 1976-01-15 | 1977-11-25 | Предприятие П/Я Г-4101 | Ferrite material |
| SU623239A1 (en) * | 1977-04-01 | 1978-09-05 | Предприятие П/Я А-1216 | Ferrite material |
| WO2005048276A2 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-26 | Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. | An mg-based ferrite, an electrophotographic development carrier containing the ferrite, and developer containing the carrier |
-
2016
- 2016-11-23 RU RU2016145989A patent/RU2637269C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU387442A1 (en) * | 1971-12-28 | 1973-06-21 | Ferritic material | |
| SU441598A1 (en) * | 1973-05-16 | 1974-08-30 | Предприятие П/Я А-1216 | Ferrite material |
| SU555448A1 (en) * | 1975-09-23 | 1977-04-25 | Manganese-zinc ferrite | |
| SU581511A1 (en) * | 1976-01-15 | 1977-11-25 | Предприятие П/Я Г-4101 | Ferrite material |
| SU623239A1 (en) * | 1977-04-01 | 1978-09-05 | Предприятие П/Я А-1216 | Ferrite material |
| WO2005048276A2 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-26 | Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. | An mg-based ferrite, an electrophotographic development carrier containing the ferrite, and developer containing the carrier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10766786B2 (en) | Mo-doped Co2Z-type ferrite composite material for use ultra-high frequency antennas | |
| US8524190B2 (en) | Enhanced hexagonal ferrite material and methods of preparation and use thereof | |
| 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 | |
| Yang et al. | Bi3+ doping-adjusted microstructure, magnetic, and dielectric properties of nickel zinc ferrite ceramics for high frequency LTCC antennas | |
| Li et al. | Emerging magnetodielectric materials for 5G communications: 18H hexaferrites | |
| Cho et al. | The effect of Zn and Ni substitution on magnetic and microwave absorbing properties of Co2W hexagonal ferrites | |
| Gan et al. | Low loss, enhanced magneto-dielectric properties of Bi2O3 doped Mg-Cd ferrites for high frequency antennas | |
| Li et al. | Equal permeability and permittivity in a low temperature co-fired In-doped Mg-Cd ferrite | |
| Stergiou | Microstructure and electromagnetic properties of Ni-Zn-Co ferrite up to 20 GHz | |
| Zheng et al. | Introduction of NiZn-ferrite into Co $ _ {2} $ Z-ferrite and effects on the magnetic and dielectric properties | |
| JP6242568B2 (en) | High-frequency green compact and electronic parts using the same | |
| Wang et al. | Effect of SiO2 additive on the high-frequency properties of low-temperature fired Co2Z | |
| RU2637269C1 (en) | Ferrite material | |
| Ashok et al. | Effect of Sn on Magnetic and Dielectric Properties of Ni-Co Spinel Ferrite over LF and MF Range | |
| US20240018051A1 (en) | Copper oxide doped ni-co-zn ferrite for very high frequency and ultra high frequency applications and process methodology | |
| Paduraru et al. | Magnetic properties of some perminvar ferrites | |
| Guo et al. | Low loss Z-type Hexaferrites with Bi2O3 Additives for Ultra-high Frequency Antenna Applications | |
| US20220348479A1 (en) | Nickel zinc copper ferrite for vuhf antenna application | |
| CN105469919B (en) | Magnetic material and method for producing the same | |
| Jia et al. | Effect of Y2O3 additive on the microstructure and high-frequency properties of Z-type hexaferrites | |
| KR102329662B1 (en) | Multi-types hexaferrites and method for preparing the same | |
| RU2645762C1 (en) | Magnetic-soft hexaferry material | |
| Vinaykumar et al. | Electromagnetic properties of La-Co substituted Zn 2 Y type hexagonal ferrite for microwave device applications | |
| Maisnam et al. | Influence of temperature on the dielectric behaviour of Co2+ substituted Li-Ni-Mn ferrties |