RUS ENG

НАМ 18 ЛЕТ!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


Магнитная полимерная композиция для радиотехнических изделий





Материал изготавливается с помощью метода высокоскоростного термического разложения соединений, содержащих металл. Для этого в расплав соответствующего полимера вводится содержащее металл соединение, комбинация таких соединений или их растворы, которые в результате воздействия высокой температуры разлагаются с выделением металла или окислов металла и последующим формированием частиц нанометрового размера в пустотах аморфной части   полимера   при   остывании   полимерной массы.
Образовавшиеся в полимере частицы связаны химически с материалом матрицы. Металлические частицы имеют в составе своего приповерхностного слоя карбиды соответствующих металлов. Получающиеся наночастицы могут содержать в своем составе один металл, несколько металлов, углерод, кремний, германий, бор, кислород. В качестве содержащих металл веществ, применяемых в методе термического разложения, используются карбонилы, ацетаты, формиаты, металлорганические соединения вида RMM'Xm (где R - органический радикал, М -Fe, Co, Mn, Cr; M' - редкоземельный металл, Си, Хm - летучий радикал).
Магнитные свойства материала могут регулироваться путем подбора режимов его получения (температура расплава, давление в реакционной камере), выбором состава частиц и полимерной матрицы. Изменением указанных параметров могут изменяться размер частиц, их анизотропия, магнитное состояние системы частиц (суперпарамагнетизм или блокированное состояние), магнитная восприимчивость, намагниченность и другие магнитные параметры. Из-за малого размера частиц (до 30 нм) возможно быстрое изменение намагниченности во внешнем поле за счет процесса вращения вектора магнитного момента отдельной частицы. Это обеспечивает низкие потери на перемагничивание в материале в области высоких и сверхвысоких частот. Необходимо отметить, что столь маленький размера зерна невозможно получить ни в ферритах, изготавливаемых по керамической технологии, ни в магнитных диэлектриках, где при размалывании ниже некоторого размера частицы наблюдаются процессы агломерации. Хорошие диэлектрические свойства полимеров и отсутствие электрического контакта между наночастицами обеспечивает низкие диэлектрические потери и высокие значения напряжения диэлектрического пробоя материала.
Получающийся в результате описанного выше процесса термического разложения металлосодержащих соединений в расплаве полимера материал представляет собой порошок, из которого можно получать изделия требуемой конфигурации, используя технологию производства пластмасс. Применение полимеров позволяет получать и наносить пленки из магнитного полимерного материала при значительно более низких температурах (несколько сот градусов Цельсия), чем температуры, используемые в керамической технологии получения ферритов. Для изготовления пленок магнитного полимерного материала заданной толщины может быть использован, например, метод каландрирования, представляющий собой многоступенчатую прокатку материала.
Приводимый ниже пример иллюстрирует, но не ограничивает сущность предлагаемого изобретения.
Образец, содержащий 45 вес.% Fe в полиамидной матрице, был получен путем термического разложения пентакарбонила железа Fe(CO)5 в расплаве полиамида при температуре 320°С в результате следующей реакции

Fe(CO)5=Fe+5CO

Рентгеновское     малоугловое    рассеяние, просвечивающая   электронная   микроскопия   и Мессбауэровские исследования показали наличие в образце частиц размером 5 нм, состоящих из железа, а также содержащих оксид и карбид железа. Для проведения магнитных измерений методом прессования под давлением 100 атм при температуре 150°С были получены пластина толщиной 5 мм и диаметром 30 мм, а также кольца высотой 5 мм, внешним диаметром 20 мм и внутренним диаметром 10 мм. Измерения намагниченности показали, что при комнатной температуре образец находится в суперпарамагнитном состоянии с удельной намагниченностью насыщения, измеренной в поле 4,5 кЭ, равной 42 Гс/см3г. Полевого гистерезиса на кривой зависимости намагниченности от поля не наблюдалось. Начальная относительная магнитная проницаемость образца, измеренная на частоте 100 Гц в поле амплитудой 1 Э, составила 3. Упругая относительная магнитная проницаемость (действительная составляющая относительной комплексной магнитной проницаемости), определенная на кольцевом сердечнике на частоте 100 МГц, составила 17 при общем тангенсе угла потерь в образце 0,05. Такие параметры позволяют использовать этот материал в качестве магнитной компоненты в радиотехнических устройствах в области высоких частот.

Источники информации

1.  Рабкин Л.И. Высокочастотные ферромагнетики. Москва, 1960, 528 с.
2.  Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М.: Высш. шк., 1991, 384 с.
3.  Преображенский А.А., Бишард Е.Г., Магнитные материалы и элементы. М.: Высш. шк., 1986,352 с,
4.  Патент США №4247500, 27 января 1981 г.
5.  Патент США №4719027, 12 января 1988 г.
6. Патент США №5120366, 9 июня 1992 г.
7. Патент США №5772820, 30 июня 1998 г.
8. Патент США №5460704, 24 октября 1995 г.
9. Патент США №5320881, 14 июля 1994 г.
10.   Патент США №6030454, 29 февраля 2000 г.

Страница 2 - 2 из 3
Начало | Пред. | 1 2 3 | След. | Конец Все

Возврат к списку патентов