ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРОВ С ФЕРРОМАГНИТНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПРИМЕНЕНИЙ (ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ)

Проведено экспериментальное исследование комплексных магнитной и диэлектрической проницаемостей в микроволновом диапазоне композитов с включениями различного состава и формы частиц. Для анализа полученных зависимостей использовали данные о структуре композитов. Были разработаны новые методики СВЧ измерений: измерения при приложении статического внешнего магнитного поля и измерения при заданной температуре, что существенно расширило возможности анализа динамических магнитных явлений. На первом этапе выполнения Проекта исследованы композиты с наполнителями: порошками железа с полыми микросферами, мелкодисперсным порошком гадолиния и гексагональными бариевыми ферритами BaFe12–xTixO19. Показано, что СВЧ магнитная проницаемость порошков с полыми частицами существенно отличается от свойств частиц без полости, что делает их перспективными наполнителями композиционных материалов. Порошки гадолиния, обладающие значением температуры Кюри, близкой к комнатной, потенциально позволяют предполагать их использование в переключаемых элементах СВЧ техники. Обнаружено, что варьирование содержания титана в ферритах приводит к направленному изменению типа магнитной анизотропии и частоты ферримагнитного резонанса. В данном исследовании впервые проведено сравнение данных о ферримагнитном резонансе, полученных из независимых статических и динамических магнитных измерений. Создан экспериментальный стенд для измерения температурной зависимости СВЧ свойств композиционных листовых материалов в диапазоне частот 6 – 16 ГГц. Исследован фазовый переход металл-диэлектрик в тонких плёнках диоксида ванадия, показано, что при инициировании перехода пропусканием электрического тока, процесс протекает в самораспространяющемся режиме. На втором этапе выполнения Проекта выполнены: исследование статических и динамических магнитных свойств шпинельных ферритов с составом Zn1-xNixFe2O4, продолжены исследования композитов с порошками железа и гадолиния. Изучены термические и динамические магнитные свойства железных порошков с полой структурой и установлено, что, в зависимости от соотношения размера полости и толщины стенки, можно направленно изменять вид частотной зависимости мнимой части СВЧ магнитной проницаемости, изменяя добротность полосы магнитных потерь. Обнаружено, что переход Кюри мелкодисперсного гадолиния происходит в широкой области температур, ширина которой зависит от величины внешнего магнитного поля. Продемонстрирована возможность использования исследованного композита в качестве переключаемого поглотителя СВЧ излучения. Накопленные экспериментальные результаты о динамических магнитных характеристиках исследованных композитах систематизированы в виде базы данных, которая может быть использована для проектирования новых элементов СВЧ техники.