Направленная модификация электромагнитных свойств СВЧ ферритов путем введения различных добавок, включая редкоземельные элементы

Объектом исследования являются ферриты литиевой группы: чистые литиевые (LiFe5O8) и литий-замещенные ферриты, включая литий-цинковые (Li0.4Fe2.4Zn0.2O4) и литий-титановые (Li0.6Fe2.2Ti0.2O4; Li0.649Fe1.598Ti0.5Zn0.2Mn0.051O4) ферриты, изготовленные по керамической технологии. Целью настоящего проекта является получение фундаментальных закономерностей формирования структурных и электромагнитных свойств СВЧ ферритов путем введения различных добавок, включая редкоземельные элементы (диоксид циркония, оксид висмута, германий, лантан, самарий, гадолиний). Основной задачей проекта является улучшение свойств ферритов литиевой группы для создания перспективной элементной базы радиотехники, связи и микроэлектронных систем. В работе использовались следующие методы исследования: ренгенофазовый анализ; дилатометрия; микроструктурный анализ; исследование магнито-фазовых переходов с помощью термогравиметрических и калориметрических измерений в магнитном поле; исследование электрической проводимости двухэлектродным методом; исследование намагниченности насыщения на магнитометре; измерения комплексных магнитной и диэлектрической проницаемостей. В работе получены следующие результаты: 1. Результаты исследования структурных и электромагнитных свойств литиевых ферритов с добавками ZrO2 и Bi2O3. 2. Результаты исследования структурных и электромагнитных свойств литиевых ферритов с добавками Ge, Sm. 3. Результаты исследования структурных и электромагнитных свойств литиевых ферритов с добавками La, Gd. Установлено, что при введении оксидов Sm2O3, La2O3 или Gd2O3 (4-15 вес.%) в смесь реагентов Fe2O3-Li2CO3 при синтезе ферритов и ZrO2, Bi2O3 (до 3 вес.%) при спекании ферритовых образцов, ферритовая керамика после спекания представляет собой композит, состоящий из магнитной ферритовой фазы на основе незамещенного литиевого феррита Li0.5Fe2.5O4 с основным содержанием и вторичной фазы, соотношение которых зависит от количества введенной добавки. Только введение GeO2 приводит к синтезу замещенного литий-германиевого феррита. Таким образом, используемые в данной работе добавки воздействуют на процессы ферритообразования, спекания и тем самым влияют на магнитные и электрические свойства литиевых ферритов. Установлено, что основным преимуществом введения редкоземельных элементов (Sm2O3, La2O3, Gd2O3) является существенное увеличение удельного электрического сопротивления образцов, что приводит к малым диэлектрическим потерям. Несмотря на некоторое снижение удельной намагниченности насыщения таких образцов, полученные результаты обнадеживают в плане использования полученных ферритовых систем в микроволновой технике. При этом образцы имеют высокое значение температуры Кюри 630 град. Цельсия (вследствие синтеза основной фазы незамещенного литиевого феррита), что обеспечивает термостабильность свойств синтезированных ферритов. Прикладное значение полученных результатов заключается в получении СВЧ ферритов литиевой группы с улучшенными электромагнитными свойствами для создания перспективной элементной базы радиотехники, связи и микроэлектронных систем. Полученные результаты обладают мировой новизной.