Снижение магнитных и диэлектрических потерь в иттрий-железистом гранате

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия

ток Fe2O3 1,34%). Размер подложек составляет 48тАв30тАв1,0 мм, температура отжига 900 оС. Кислород поступает в подложку, в основном, через грани 48тАв30 мм.

Решение уравнения Фика при диффузии из постоянного источника для тела ограниченных размеров (при t > 4,5*10-2) l2/D имеет вид:

C (x, t) = Co [1 -sin(x), (35)

где l - толщина подложки, равная 0,1 см.

Пусть в образце устанавливается соотношение

С (0,05; t)/ Co = 0,9. Тогда при l = 0,1 см, Д900оС = 7,5тАв10-9 см-/сек

Из уравнения относительно t, находим время необходимого отжига, которое составляет 95 ч.

В табл. 5 приведены электромагнитные параметры образцов ИЖГ (избыток Fe2O3 1,34%) до и после отжига. Отсюда видно, что 48-часовой отжиг, проведенный в атмосфере кислорода, привел к улучшению tg?? и tg?? материала подложек почти на порядок.

Дополнительный 48-часовой позволил снизить потери СВЧ-энергии еще почти в два раза. Суммарное время отжига составляет 96 часов. Полученные экспериментальные результаты практически совпадают с предсказанными значениями времени отжига.

Монокристаллы имеют коэффициент диффузии меньше чем поликристаллы, поэтому необходимо увеличивать время отжига и температуру. В табл. 4 приведены экспериментальные результаты по отжигу монокристаллических подложек МФ-140 при температуре 1200 оС и времени отжига равной 20, 40, 80 ч. Как видно из таблицы, для снижения tg?? и tg?? до величины 2тАв10-4 требуется отжиг в кислороде более 40 ч.

Таблица 6 - Электромагнитные параметры монокристаллических подложек марки МФ-140 после отжига в кислороде при температуре 1200 оС и давлении кислорода 5тАв105 Па в зависимости от продолжительности отжига

МаркировкаИзмеряемые параметрыПродолжительность отжига в кислороде, чБез отжига20,040,080,0К-1Js, кА/м138,0138,0138,0138,0tg ??1,5тАв10-31тАв10-41,3тАв10-41,1тАв10-4tg??1,4тАв10-26,3тАв10-41,3тАв10-41,5тАв10-4?15,314,914,914,7К-2Js, кА/м138,0138,0138,0138,0tg ? ?5,6тАв10-34,8тАв10-41,4тАв10-41,2тАв10-4tg??1,5тАв10-21,4тАв10-33,3тАв10-42,8тАв10-4?15,514,914,914,9

3.2 "ияние состава и температуры выращивания на образование пор в монокристалле

Основными дефектами при выращивании в твердой фазе монокристаллов являются поры, которые образуются в исходном поликристаллическом образце и захватываются растущим монокристаллом. Концентрация пор в монокристаллах увеличивает ширину линии ферромагнитного резонанса (2?Н).

Проведенные исследования выявили, что основными факторами, влияющими на концентрацию пор, являются температура и концентрация избытка оксида железа в исходном образце.

В соответствии с рисунком 19 показаны зависимости изменения концентрации пор в монокристалле иттрий железистого граната от избытка оксида железа в исходном образце при температурах выращивания 1460 оС и 1480 оС. Концентрация пор в монокристалле возрастает с увеличением избытка оксида железа в исходном образце и температуры выращивания.

О - температура выращивания 1460 оС; Х - температура выращивания 1480 оС

Рисунок 19 - Зависимость концентрации пор в монокристалле от избытка Fe2O3 в исходном образце

3.3 Расчет концентрации пор в структуре ИЖГ