Введение к работе
Актуальность работы. Использование многих основополагающих достижений в области электроники, радиотехники и вычислительной техники во многом стало возможным благодаря уровню и темпам исследований материалов для этих отраслей техники, а так же разработке современных технологий, обеспечивающих получения материалов с заданными свойствами. При этом многие известные материалы требуют расширение областей их применения в различных условиях, в том числе при воздействии магнитных и электрических полей, воздействия различных температур и т.д. Появилась необходимость комплексно изучать свойства одного материала - магнитные, электрофизические, теплофизические и другие. Важное место среди материалов принадлежит ферритам, представляющим собой соединения оксида железа с оксидами других металлов и обладающих уникальным сочетанием магнитных и диэлектрических свойств.
С момент начала промышленного изготовления ферритов, их область
применения неизмеримо расширилась. Основными отраслями стали
вычислительная и сверхвысокочастотная техника, техника связи и
телемеханики, фильтровая техника, электронное приборостроение,
междисциплинарная область - электромагнитная совместимость.
Расширение областей применения ферритов, а также ужесточением условий их эксплуатации элементов и приборов на их основе, приводит к необходимости изучения всего спектра свойств, не ограничиваясь знаниями о электромагнитных характеристиках.
Эти причины определяют актуальность исследований, направленных на создание новых ферритовых материалов с требуемым комплексом свойств, систематизацию накопленной информации для развития методологии управления свойстнами этих материалов.
Изучение спектра свойств гексагональных ферритов, исследование корреляции электрофизических и магнитных свойств материалов, а также их адгезионных и электрических характеристик.
4 Работа проводилась в соответствии с тематикой, предусмотренной научно-технической программой Минобразования России «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», «Научные исследования высшей школы в области новых материалов», в рамках грантов Минобразования РФ, по тематическим планам, утвержденным Министерством образования России, по теме «Исследование электрофизических процессов в радиопоглощающих диэлектриках нового типа» номер 06-08-00497-а, а так же «Высокоанизотропные магнитные материалы для устройств СВЧ энергетики» номер 07-08-00237-а. Часть работы проводилось в рамках проекта У .М.Н.И.К. Цель и задачи работы. Разработка научно-технических основ применения новых композиционных материалов с гексагональными ферритами в различных условиях эксплуатации. Достижение данных целей потребовало решение следующих задач:
Комплексные экспериментальные и теоретические исследование электрофизических и теплофизических свойств композиционных диэлектриков, основой которых является класс гексаферритовых наполнителей, обладающих магнитодиэлектрическими потерями в диапазоне частот 2-20 ГГц и играющих роль высокоэффективной радиопоглощающей среды при частоте естественного ферромагнитного резонанса (ЕФМР).
Получение результатов комплексного исследования физико-химических свойств композиционных радиомагнитных материалов. Установление зависимостей электрических свойств легированных гексаферритов. Экспериментальные исследование зависимости адгезии к различным типам подложки в составе композиции. Наполнение дисперсионными, гексагональными ферритами Z полимерной композиции. Методики исследования электрических, адгезионных и термодиструктивных свойств разработанных композиционных магнитных материалов.
5 Научная новизна работы:
1. На основе экспериментальных исследований получены зависимости
электрического сопротивления pv(T) в диапазоне температур от 20 до 650 С,
для гексагональных ферритов.
-
Впервые получены экспериментальные данные по адгезии композиционных материалов на основе гексагональных к различным металлам.
-
Впервые приведены данные исследования теплофизических свойств композиционных материалов на основе гексагональных ферритов в композиции с эпоксидной смолой.
Практическая ценность полученных результатов:
-
Разработана экспериментальная установка для определения электрического сопротивления гексагональных ферритов при температурах от 20 до 800 С;
-
разработана методика экспериментального исследования адгезионных свойств композиций полимер - феррит к металлическим подложкам;
-
получены значения параметров электрических свойств гексагональных ферритов Z структуры с различными легирующими добавками
-
Установлены влияния концентрации легирующих добавок на электрические свойства гексагонального феррита.
-
изучены теплофизические свойства композиций на основе гексагональных ферритов;
-
полученны адгезионные свойства композиций полимер — феррит;
На защиту выносятся следующие положения:
-
экспериментальные данные по электрическим свойствам гексагона і ьных ферритов Z и М легированных различными металлами;
-
результаты исследования физико-химических свойств композиционных радио поглощающих магнитных материалов;
-
результаты исследования электрических и адгезионных свойств радиопоглощающих композиционных материалов;
-
результаты исследования зависимости адгезии наполненных полимерных композидий с гексагональным ферритом к различным металлическим подложкам;
-
предложенная оценка термодеструкции композиционных материалов на основе гексагональных ферритов;
КММ использованы при выполнении работ:
-
по государственному контракту с федеральным агентством по науке и инновациям по теме «Исследование и разработка новых специальных материалов для электротехнических и электроэнергетических устройств»,в рамках федеральной целевой научно-технической программы;
-
госбюджетных научно-исследовательских работ по теме «Исследование физико-химических и физико-механических свойств новых композиционных магнитных материалов».
-
в НИР, выполняемой по государственному оборонному заказу на 2007г., утвержденному постановлением Правительства Российской Федерации от 28 декабря 2006 года №812-37 с шифром "Двор-1 (МЭИ)".
-
в работах, выполняемых по программам Российского фонда фундаментальных исследований научной школой
-
А так же результаты выполненных исследований используются в учебном процессе МЭИ (ТУ) при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по направлению 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на XI международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (Москва, март 2005 г.), на Международной конференции элею ротехнические материалы и компоненты (Крым, Алушта, сентябрь 2006), на (Санкт-Петербург, апрель 2006),
7 Публикации по работе. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих на конференциях:
1. Серебрянников СВ., Чепарин В.П., Серебрянников С.С., Еремцова Л.Л.
Электропроводимость гексагональных ферритов структурных типов Z и
W, Тезисы докладов, XI международная научно-техническая
конференция студентов и аспирантов. Москва, МЭИ, 2005.
-
Серебрянников С.С. Чепарин В.П. Электрофизические свойства гексагональных ферритов Z структуры.(Крым, Алушта, 2006)
-
Теплофизические свойства гексагональных ферритов на и композитов на их основе (Крым, Алушта, 2008)
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 85 наименований, содержит 10$0 страниц, 14 иллюстраций и 5 таблиц.
