Перспективная разработка для различных областей электроники.
Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали методику управления свойствами литиевых ферритов посредством добавления редкоземельных элементов. Это делает материал более адаптированным для решения конкретных задач, интересующих исследователей. Литиевые ферриты применяются во многих сферах электроники: для создания сердечников трансформаторов, антенн, записывающих устройств, а открытие новых свойств откроет возможности их использования также в СВЧ-приборах.
Незамещенный литиевый феррит представляет собой магнитомягкий материал, обладающий высокой намагниченностью и температурой Кюри (при которой материал теряет постоянные магнитные свойства) около 630 градусов Цельсия. Он устойчива к внешнему магнитному воздействию и привлекателен для применения в электронике и радиоволновой технике.
Существует два основных метода получения литиевых ферритов. Первый основан на химических реакциях, позволяющих получать мелкодисперсный порошок при относительно низких температурах. Второй метод, керамический, обеспечивает изготовление плотных ферритовых изделий: сначала создаются порошки из оксидов и карбонатов, затем их спекают при температуре выше 1000 градусов Цельсия.
Однако в плотноспеченных образцах наблюдаются некоторые недостатки, которые препятствуют их полноценному использованию в электрических приборах из-за диэлектрических потерь на высоких частотах. Решение проблемы заключается в замещении ионов железа в решетке другими компонентами. Авторы новой разработки нашли способ в добавлении редкоземельных элементов.
В ходе экспериментов ученые выяснили, что добавление таких элементов влияет на свойства ферритов, причем неоднозначным образом. Например, при керамическом методе изготовления соединение приобретает композитную структуру. Характеристики полученных материалов исследовались с применением различных методов, включая несколько видов спектроскопии, рентгенофазовый анализ, термогравиметрию, калориметрию и электронную микроскопию.
Например, повышение температуры спекания улучшает структурные характеристики материала при небольших добавках редкоземельных элементов, уменьшает диэлектрические потери, в то время как увеличение их концентрации снижает магнитную проницаемость и намагниченность насыщения.
Исследователи рекомендуют применять такие стабильные композиты в СВЧ-устройствах, функционирующих при высоких температурах и требующих настройки характеристик под определенные условия.
Фото: hi-tech.mail.ru