Изобретение относится к композициям и может быть использовано в качестве магнитной компоненты в радиотехнических изделиях, таких как антенны, трансформаторы, фильтры, резонансные контуры.
Известны ферриты, находящие в настоящее время широкое применение в радиотехнике [1-3]. Они используются в качестве сердечников в трансформаторах, катушках индуктивности, в таких высокочастотных устройствах, как резонаторы, фазовращатели, вентили, циркуляторы, в антеннах. Ферриты изготавливаются по керамической технологии из окислов соответствующих металлов методом термического разложения солей металлов и методом совместного осаждения гидрооксидов или углекислых солей металлов [2, 3]. Все эти методы представляют собой многоступенчатые достаточно сложные технологические процессы, включающие в себя такие операции, как получение порошков размалыванием, прокаливание, обжиг и спекание при высоких температурах (до 1300°С), прессование под высоким давлением. Наличие трудно контролируемых физико-химических процессов на различных этапах технологического процесса, а также сложность обеспечения жесткого контроля параметров процесса не позволяют обеспечить устойчивой воспроизводимости свойств ферритов и изделий из них. В частности, важным параметром феррита, полученного по керамической технологии, является размер зерна, который определяет такие его свойства, как быстродействие и магнитную восприимчивость. Однако этот параметр может изменяться в процессе термообработки неконтролируемым образом. При изготовлении ферритов из окислов большое влияние на свойства конечного продукта оказывает активность окисла, сильно зависящая от способа и температурных режимов его изготовления, а также от степени измельчения окисла и наличия примесей. Необходимо отметить хрупкость ферритов и возникающие из-за этого трудности при их обработке и применении. Кроме того, из ферритов достаточно трудно получить изделия сложной формы, изделия с жесткими допусками по размерам, тонкие пленки, а также сложно нанести ферритовые покрытия на поверхности сложной конфигурации. Тонкие ферритовые пленки (толщиной от 10 до нескольких сотен мкм) получают путем прокатки смеси ферритового порошка и различных пластификаторов с последующим спеканием при высоких температурах [7], что затрудняет их использование в едином технологическом процессе с полупроводниковыми элементами. Существуют такие методы осаждения ферритовых пленок, как высокочастотное распыление ферритовых мишеней в вакууме [8], импульсное лазерное испарение [9], химическое осаждение из паровой фазы [10]. Однако получаемые таким способом пленки не обладают высоким качеством, а используемое оборудование является дорогостоящим. Кроме того, эти методы непригодны для осаждения пленок на большие поверхности.
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются магнитодиэлектрики [1]. Эти материалы свободны от многих недостатков, присущих ферритам, и представляют собой композиции, состоящие из магнитного порошка и полимерной связки. В качестве магнитного порошка используются ферромагнитные сплавы альсифер, пермаллой, а также карбонильное железо. Нужно отметить необходимость предварительного изготовления порошка из сплавов или порошка карбонильного железа. В качестве полимерной связки применяются бакелит, полистирол, жидкое стекло, стеклоэмали. Таким образом, магнитодиэлектрики - это механическая смесь из магнитного порошка и полимера. Такие материалы характеризуются высокой стабильностью магнитных свойств. Кроме того, использование магнитодиэлектриков позволяет получать изделия более высоких, чем при керамической технологии, классов точности, т.к. при этом применяется такая же технология, как и при производстве пластмасс. К недостаткам магнитодиэлектриков следует отнести трудность регулировки размера зерна магнитного порошка, особенно получения зерна менее 1 мкм, что важно для изготовления высокочастотных материалов, а также некоторую усложненность технологического процесса, требующего предварительного изготовления магнитного порошка.
Предлагаемое изобретение позволяет упростить технологию изготовления механически прочного высокостабильного магнитного диэлектрического материала, обеспечить возможность простого получения магнитных деталей сложной формы и магнитных слоев на поверхностях сложной формы, а также регулирования магнитных свойств материала в широких пределах.
Данная задача решается тем, что в качестве материала используется композиция, содержащая равномерно распределенные в полимерной матрице магнитоупорядоченные однодоменные частицы нанометрового размера (наночастицы), формируемые в матрице в процессе изготовления материала и имеющие химическую связь с материалом матрицы.
Полимерная матрица имеет кристаллическую и аморфные части, причем кристаллическая часть занимает от 60 до 80% от объема матрицы. Наночастицы формируются в пустотах, находящихся в аморфной части. В качестве полимерной матрицы используются полимеры, размягчающиеся при нагревании и затвердевающие при охлаждении, такие как полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полистирол, полиэтиленгликоль, полиамид, нейлон, нитрил, сульфохлорированный полиэтилен.
Магнитные наночастицы могут иметь размер от 1 нм до 30 нм и состоять из 3d переходных металлов Fe, Co, Ni, Mn, Сг, редкоземельные металлы (подгруппа лантана), их окислы или комбинации указанных металлов или окислов, а также углерод, азот, кремний, германий, бор. Концентрация наночастиц в матрице может достигать 50 вес.%. Материал наночастиц находится в магнитоупорядоченном состоянии, а система наночастиц в матрице - в суперпарамагнитном или блокированном состоянии.
Страница
1 - 1 из 3
Начало | Пред. |
123
|
След. |
Конец
