Ферритовый материал

 

Сущностью изобретения является ферритовый материал, содержащий, в мас. % оксида железа 44,0 - 47,0, оксида меди 7,5 - 10,5; оксида цинка 6,6 - 8,4, оксида кобальта 1,3 - 1,5; оксида хрома 0,1 - 0,7 и оксид никеля - остальное при соблюдении соотношения СuО : СоО = 5,7 - 7,0; ZnО : CoO = 5,0 - 5,6; СuО : ZnО = 1,14 - 1,25. Материал обладает высокими значениями магнитной проницаемости и низкими магнитными потерями. 1 табл.

Изобретение относится к магнитным материалам, в частности магнитомягким ферритовым материалам, используемым в радиоэлектронике в качестве высокочастотных перестраиваемых высокодобротных антенн в диапазоне частот 25-120 МГц.

Используемые в настоящее время для этих целей металлические штыревые антенны сложны и дороги в изготовлении, в основном из-за дефицита металла.

Для изготовления перестраиваемых антенн можно также использовать отечественные ферриты марок 7ВН и 9ВН, но из-за низкого значения магнитной проницаемости последних ( 7 и 9 соответственно) антенны требуют применения сильных магнитных полей, несмотря на то, что названные ферриты имеют достаточно низкие потери (tg 0,005-0,01).

Известен ферритовый материал [1] используемый в качестве акустических преобразователей микросварочных аппаратов, который в диапазоне частот 25-120 МГц имеет магнитную проницаемость 15-19, а магнитные потери tg 0,05-0,1. Соотношение компонентов в этом материале следующее, мол. Fe₂O₃ 43-49,9 CuO 3-9 ZnO 3-10 CoO 0,8-1,2 Cr₂O₃ 0,1-1,0 NiO Остальное Известен ферритовый материал, используемый в качестве преобразователей при создании механических колебательных систем электромеханических и магнитострикционных фильтров и содержащий оксиды железа, никеля, цинка, кобальта, меди, свинца, кальция, диоксид кремния и борный ангидрид при следующем соотношении перечисленных компонентов, вес. Закись никеля 25-49 (40,95-51,43 мол.) Закись кобальта 0,1-1,0 (0,16-1,05 мол.) Закись меди 0,1-2,0 (0,15-1,97 мол.) Окись свинца 0,5-3,0 (0,28-1,05 мол.) Борный ангидрид 0,2-1,0 (0,91-2,93 мол.) Двуокись кремния 0,1-1,5 (0,34-3,26 мол.) Окись цинка 0,5-35,0 (0,75-33,72 мол.) Окись кальция 0,1-1,0 (0,22-1,40 мол.) Окись железа Остальное
В отличие от ферритов марок 7ВН и 9ВН вышеописанный материал в диапазоне частот 25-120 МГц имеет сравнительно высокую магнитную проницаемость 14-17, однако довольно большие магнитные потери (tg 0,10-0,12) делают и этот материал практически непригодным для изготовления перестраиваемых высокодобротных антенн в диапазоне 25-120 МГц.

Здесь имеет место другое сочетание: сравнительно высокой магнитной проницаемости с большими магнитными потерями, что делает и этот феррит непригодным для изготовления перестраиваемых высокодобротных антенн в диапазоне 25-120 МГц.

Задача, решаемая изобретением, состояла в получении ферритового материала с как можно более высокой магнитной проницаемостью при как можно более низких магнитных потерях, пригодного для изготовления перестраиваемых высокодобротных антенн в диапазоне 25-120 МГц.

Решение задачи обеспечил ферритовый материал, разработанный, как и известный материал [1] на основе оксидов железа, меди, цинка, кобальта, хрома и никеля, но при следующем их соотношении, мол. Оксид железа Fe₂O₃ 44,0-47,0 Оксид меди CuO 7,5-10,5 Оксид цинка ZnO 6,6-8,4 Оксид кобальта СоО 1,3-1,5 Оксид хрома Cr₂O₃ 0,1-0,7 Оксид никеля NiO Остальное и при соблюдении соотношений CuO CoO 5,7-7,0; ZnO CoO 5,0-5,6; CuO ZnO1,14-1,25.

Эксперименты, проведенные авторами изобретения, показали, что только при содержании оксида кобальта в количестве 1,3-1,5 мол. при обязательном выполнении указанных выше соотношений между оксидами меди, кобальта и цинка, что и отличает предлагаемый материал от известного, можно увеличить магнитную проницаемость до 25-35 и одновременно уменьшить магнитные потери tg в диапазоне 25-120 МГц до 0,008-0,015, по всей вероятности, за счет достижения с компенсированного значения константы анизотропии материала.

Суть приведенных выше соотношений между оксидами меди, кобальта и цинка состоит в том, что увеличение в материале содержания оксида кобальта, безусловно, в заявляемом интервале требует пропорционального увеличения содержания оксидов цинка и меди.

Выход содержания любого компонента феррита за указанные пределы приводит к уменьшению магнитной проницаемости и/или увеличению магнитных потерь, что подтверждают проведенные авторами эксперименты, результаты которых приведены в таблице.

Материалы синтезировались по традиционной окисной технологии. Для достижения более тщательного перемешивания и получения мелкого зерна оксиды, взятые в соотношениях, приведенных в таблице, подвергались шаровому помолу в течение нескольких часов. Предварительный обжиг проводился при 800-900^оС с выдержкой в течение 4 ч. Ферритизованный порошок измельчался в вибромельнице, пластифицировался и формовался в стальных пресс-формах в кольца с наружным диаметром 7 мм, внутренним диаметром 5 мм и толщиной 2 мм. Спекание изделий проводилось при температуре 920-1050^оС в течение 6-12 ч.

Измерения магнитной проницаемости ( ) и магнитных потерь (tg ) проводились на куметре Е4-11 в диапазоне частот 25-120 МГц.

Как следует из данных таблицы, ферритовый материал согласно изобретению (примеры 1-4) характеризуется более высокими значениями магнитной проницаемости (25-35) и более низкими магнитными потерями (0,008-0,015) по сравнению с известным материалом (пример 9).

Из данных таблицы также видно, что при выходе за пределы изобретения (примеры 5-8) параметры материала заметно ухудшаются.

Формула изобретения

ФЕРРИТОВЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий оксиды железа, никеля, цинка, меди и кобальта, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид железа Fe₂O₃ - 44,0 - 47,0
Оксид цинка ZnO - 6,6 - 8,4
Оксид меди CuO - 7,5 - 10,5
Оксид кобальта CoO - 1,3 - 1,5
Оксид хрома Cr₂O₃ - 0,1 - 0,7
Оксид никеля NiO - Остальное
и при соблюдении соотношения ZnO:CuO=5,0 - 5,6; CuO:CoO=5,6 - 7,0 и CuO: ZnO=1,14 - 1,25.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2