Министерство образования и науки Российской Федерации

Вид материалаДокументы
А.Г.Гуревич. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука, 1973. - 573с.
2. Объёмно-резистивные материалы
3. Радиорассеивающие материалы
4. Магнитомягкие материалы
Ключевые слова
Электроника и автоматика физических установок.
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

А.Г.Гуревич. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука, 1973. - 573с.

  • А.А. Брандт. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физматгиз, 1963. – 404 с.




    А. Волков (КИИУТ, группа 09КМ1)

    Научный руководитель: доцент кафедры ЕНиТД Меньшова С.Б.

    Обеспечения электромагнитной совместимости.

    Радиопоглощающие материалы


    В работе приведены результаты работы по разработке эффективных широкополосных и сверхширокополосных радиопоглощающих материалов, обладающих резистивными и ферримагнитными свойствами, используемых для сверхширокополосных систем. Приведены данные радиофизических и структурных исследований композиционных материалов на основе пенополиуретана и новых ультрадисперсных углеродных наполнителей. Исследована частотная дисперсия диэлектрической проницаемости полученных материалов. Подтверждена эффективность градиентно-резистивных поглотителей с использованием новых ультрадисперсных углеродных наполнителей. Для расширения частотного диапазона радиопоглощающих материалов низкочастотного диапазона предложен способ снижения частоты резонанса доменных стенок.

    Ключевые слова: радиопоглощающие материалы, электромагнитная совместимость, радиотехнические измерения, безэховые камеры.

    1. Введение

    Задачи, связанные с проблемами электромагнитной совместимости, невозможно решить без обеспечения испытательных стендов, радиотехнических систем и оборудования сверхширокополосными радиоэкранирующими и радиопоглощающими материалами.

    В частности, при разработке радиоэлектронного оборудования (РЭА), в особенности использующего обработку сверхширокополосных сигналов, необходимо учитывать два аспекта. Во-первых, в ряде случаев эффективно и целесообразно использование экранирующих и радиопоглощающих материалов непосредственно для обеспечения электромагнитной развязки передающего и приёмного антенно-фидерных трактов. Такой подход нередко используется в конструкции устройств подповерхностного зондирования (георадаров). При этом следует заметить, что использование радиоэкранирующих материалов типа металлических экранов, сеток и т.д. с высоким коэффициентом отражения неприемлемо, так как существенно искажает поле ближней зоны и приводит к паразитным интерференционным явлением. Следовательно, обеспечивая электромагнитную развязку, необходимо предусмотреть подавление отражённого сигнала, для чего нужны соответствующие радиопоглощающие материалы (РПМ). Во-вторых, процесс разработки и выпуска радиоэлектронных устройств, в том числе сверхширокополосных, предусматривает проведение испытаний на электромагнитную совместимость, для чего необходимо применение РПМ с более широкополосным эффективным частотным диапазоном работы, чем полоса спектра излучения испытуемых устройств.

    На сегодняшний день подробно разработаны теоретические принципы и освоены практические технологии получения радиопоглощающих материалов для различных участков спектра радиоизлучения. В последнее время проводятся исследования материалов на основе наноструктурированных композиционных тонкоплёночных структур [1], однако проблема создания сверхширокополосных РПМ для частот 106…1011 МГц является по-прежнему весьма актуальной. Практика показывает, что подход, связанный с применением резистивных материалов для сверхширокополосных приложений [2], будет весьма полезен в силу его технологичности, гибкости реализации и рентабельности. Также при разработке РПМ для низкочастотного диапазона подход, основанный на использовании высокой магнитной проницаемости поглотителей, ещё не исчерпал себя и требует проведения новых исследований.

    2. Объёмно-резистивные материалы

    Одним из широко применяемых подходов к получению широкополосных РПМ является применение материалов, обладающих джоулевыми потерями, или т.н. объёмно-резистивных материалов. Для обеспечения требуемой широкополосности материалы изготавливаются в виде пространственно-градиентых структур. Достоинством этого подхода является технологичность получения электропроводящих композиционных материалов c различной концентрацией проводящей фазы и возможность оптимизации формы конструкций.

    Важной задачей, которую необходимо решать при конструировании радиопоглощающих материалов, является учёт дисперсии диэлектрической (магнитной) проницаемости.

    В качестве примера радиопоглощающего резистивного материала в работе приведены результаты исследования материала на основе пенополиуретана (ППУ) с ультрадисперсным углеродным наполнителем, введенным в систему в количестве, обеспечивающим порог протекания. Для придания свойств негорючести материал обрабатывается специальным составом, не влияющим на радиотехнические характеристики. Частички углеродного материала существенно меньше длины волны, скин-слоя, и образуют сплошную квазиграфитовую электропроводящую сетку (рис.1). Конечная проводимость на постоянном токе и все характеристики в СВЧ диапазоне зависят от количества углеродного наполнителя, структуры, толщиной и протяжённостью проводящих кластеров. Такой материал можно считать однородным по электрическим свойствам (несмотря на то, что это может быть темой отдельного исследования) и изотропным.



    Рис. 1. Структура резистивного материала на основе ППУ.

    Часто при расчётах подобных немагнитных структур считают, что материал полностью характеризуется на макроскопическом уровне двумя параметрами: диэлектрической проницаемостью Re(*) и удельной объёмной электропроводностью V, не зависящими от частоты в исследуемом диапазоне частот. В ряде случаев эти предположения вполне оправданы, так как проводимость среды в радиочастотном диапазоне () отличается незначительно от проводимости 0 на постоянном токе, в то время как мнимая часть диэлектрической проницаемости зависит от частоты как " ~ -1 [3]. Однако, в ряде случаев условие ()  0 не соблюдается точно. В тоже время, при построении плоских многослойных конструкций, где резонансные волновые эффекты весьма существенны, необходимо знать точный закон дисперсии обобщённой диэлектрической проницаемости: *() = '() – j"().

    Кроме того, часто требуется определить функцию частотной зависимости диэлектрической проницаемости для правильной экстраполяции экспериментальных данных в расширенную частотную область. Так, например, частотный спектр многих СШП устройств, в частности, георадаров, простирается в область 107 …1010 Гц. Определение характеристик электропроводящих ППУ удобно производить бесконтактным методом в СВЧ диапазоне. При измерениях таких материалов в субгигагерцовой области бесконтактный метод требует больших размеров облучателей и образцов, а контактный отличается плохой воспроизводимостью результатов измерений и требует специальных условий для обеспечения электрических контактов. Определить величину диэлектрической проницаемости в низкочастотной области можно, если известен закон дисперсии в СВЧ диапазоне.

    Ниже приведён анализ дисперсии диэлектрической проницаемости на примере РПМ типа "Мох", изготавливаемых на основе электропроводящего пенополиуретана (НПП "Радиострим"). Измерения выполнялись в Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН (РФ) при помощи векторного измерителя цепей Rohde&Shwarz ZVA40. В качестве облучателя использовалась модифицированная антенна П6-23М.

    На рис.2 (сплошные кривые) приведены данные экспериментальных зависимостей ' и ", полученные по измеренным величинам комплексного коэффициента прохождения для плоского листа в открытом пространстве. Образцы отличаются друг от друга содержанием проводящей фазы, адсорбированной на полимере и образующей электропроводящие кластеры. Наполнение возрастает в порядке образцу С1 > C2 > C3.



    а)




    б)

    Рис. 2.  Зависимость действительной ' (а) и мнимой " (б) частей комплексной диэлектрической проницаемости основы материала "Мох" от частоты.


    Рассматриваемую структуру логично описывать модифицированной поляризационной моделью неоднородной среды Максвела-Вагнера [4]:

    , (1)

    где с и  - диэлектрическая проницаемость в низкочастотном и высокочастотном пределах, соответственно,  - время релаксации, а безразмерный показатель степени (1 – ) характеризует распределение времён релаксации, при  = 0 размытие времён релаксации отсутствует. Разложив (1) на действительную и мнимую части, можно найти параметры модели. На рис.2 приведены кривые действительной ' и мнимой " частей диэлектрической проницаемости, полученные как экспериментально, так и на основании расчёта (пунктир) по формуле (1) с определёнными параметрами , , V , с и . Значения параметров приведены в таблице 1. При   0.17 теоретически построенные кривые одновременно хорошо совпадают с экспериментальными значениями ' и ".


    Таблица 1. Дисперсионные параметры

    Образец

    , нс

    V , Ом-1м-1

    



    1

    0.47

    0.126

    1.73

    1.33

    2

    0.39

    0.084

    0.79

    1.29

    3

    0.36

    0.006

    0.33

    1.15


    Анализ показывает, что для исследованных образцов последний член в выражении (1) является определяющим характер частотной зависимости, в то время как вклад сквозной проводимости V меньше.

    Очевидно, что использование листовых и плоско-слоистых структур в качестве поглотителей электромагнитной энергии сверхширокополосного сигнала неизбежно приводит к интерференции, что существенно снижает эффективность материала. Хорошим сверхширокополосным поглотителем в этом случае может выступать полубесконечный слой [5], но на практике это далеко не всегда приемлемое решение. Поэтому для решения задачи согласования волнового сопротивления среды и основной части поглотителя используются профилированные поглотители электромагнитных волн. Профилированные СВЧ поглотители можно изготавливать в виде конических, усечённых цилиндрических или пирамидальных конструкций. На рис. 3 приведён внешний вид РПМ на основе ППУ (тип "Мох-70"), исследованного в настоящей работе. Такой материал изготавливается предприятием НПП "Радиострим" для оборудования испытательных стендов и других целей при работе в сантиметровом и миллиметровом диапазонах частот. При расширении частотного диапазона вниз необходимо пропорционально увеличивать характерные размеры конструкции. Для иллюстрации на рис.4 приведены частотные зависимости резистивных материалов пирамидального типа "Мох-П" высотой 70, 250 и 330 мм. Измерения выполнены в свободном пространстве на измерительном стенде Института теоретической и прикладной электродинамики РАН на базе векторного измерителя Rohde&Shwarz ZVA40. Для оборудования безэховых камер РПМ должны обладать пониженной горючестью. Поэтому представленные материалы обрабатываются специально разработанным раствором, обеспечивающим невоспламеняемость, при сохранении радиотехнических характеристик.




    Рис. 3. Внешний вид профилированного материала "Мох-П" высотой 70 мм.




    Рис. 4. Коэффициент отражения от образцов материалов типа «Мох-П».

    (на металлической пластине).

    3. Радиорассеивающие материалы

    Альтернативным подходом к созданию РПМ гигагерцового диапазона является использование радиопоглощающих-радиорассеивающих структур. Используя технологию нанесения на полимерные подложки тонокоплёночных покрытий, обеспечивающих требуемые электрофизические характеристики, можно получать материалы, представляющие собой квазихаотические дипольные структуры, обладающие как радиопоглощающими, так и частично радиорассеивающими свойствами. Отличительной особенностью таких материалов является относительно изотропный характер коэффициента отражения, незначительный вес, возможность укрытия объектов любой формы, а увеличения эффективности и широкополосности при использовании многослойной градиентной конструкции.

    На рис.5 приведены типичные частотные характеристики в полосе 2-26 ГГц РПМ коврового типа "Терновник": МО (базовый вариант), 2МО (улучшенный для работы в высокочастотной области) и МО-20 (наиболее функциональный материал). В НПП Радиострим разработан материал коврового типа серии "Терновник-ТГ", отличающийся пониженной горючестью и увеличенной прочностью. По сравнению с объёмно-резистивными материалами, описанными в предыдущем разделе, такие материалы менее эффективны с точки зрения утилизации электромагнитной энергии, но имеют значительное преимущество по эксплуатационным свойствам.



    Рис. 5. Коэффициент отражения от образцов модифицированных РПМ типа "Терновник" (на металлической пластине).

    4. Магнитомягкие материалы

    Для обеспечения электромагнитной совместимости и испытаний ряда сверхширокополосных устройств, например, георадаров с центральной частотой менее  200 МГц и оборудования соответствующих безэховых камер, необходимо использовать радиоэкранирующие и радиопоглощающие материалы диапазона частот от единиц мегагерц до единиц гигагерц. Из-за ограничений по размеру резистивные РПМ здесь неприемлемы, необходимо использовать материалы с высокими магнитными потерями. Нами были получены материалы на основе модифицированных никель-цинковых ферритов, отличающиеся увеличением потерь при резонансе доменных стенок в мегагерцовой области за счёт специальной структуризации зёрен феррита (рис.6).



    Рис.6. Структура ферритового материала (слева – исходный,

    справа – легированный Bi2O3).

    Магнитный спектр материалов фактически является суммой вкладов спектра естественного ферромагнитного резонанса и резонанса доменных границ. Причём характер последнего зависит не только от магнитных параметров материала (поле анизотропии, намагниченность насыщения), но и параметров структуры (геометрия зёрен, параметры стенки домена) [6]. При частоте ниже 300 МГц важную роль играет резонанс доменных стенок [7].

    Спектр магнитной восприимчивости, определяемый резонансом доменных границ, можно описать выражением:

    , (2)

    где частота резонанса доменных границ связана с массой стенки соотношением

    0 = (/m)-1, (3)

    где  - коэффициент "магнитной" упругости, зависящий от начальной намагниченности и размеров доменов d, 0 – начальная статическая восприимчивость, rel – частота релаксации смещения стенок, m – эффективная масса доменной стенки. Уровень поглощения электромагнитного излучения достигает максимума вблизи частоты их собственных колебаний. Условием возникновения резонанса является жесткое закрепление доменных стенок на границах зерен, порах или других дефектах, обеспечивающее обратимое смещение их участков относительно положений равновесия. Частота собственных колебаний доменных стенок ω0 определяется эффективной массой доменной стенки m и коэффициентом жесткости , который характеризует квазиупругую силу, действующую на стенку в кристалле. Из формулы (3) следует, что увеличение массы доменной стенки позволяет снизить резонансную частоту и тем самым расширить частотный интервал поглощения феррита. Поскольку масса доменной стенки примерно пропорциональна площади поверхности стенки [6,8], то формирование крупнозернистой структуры должно приводить к уменьшению частоты резонанс доменных стенок, а разброс размеров зерен – к увеличению ширины резонансной кривой.

    Оказалось, что легирование исходного феррита оксидом висмута на этапе спекания по разработанной технологии приводит к формированию в феррите крупнозернистой структуры со значительным разбросом размеров зерен, что способствует расширению частотного интервала эффективной диссипации электромагнитной поглощения энергии за счёт резонанса доменных стенок.

    На рис.6 показана структура материала, полученного при различных технологических процессах – с добавками соединений висмута и без них. Характерный спектр магнитной проницаемости полученного материала приведён на рис.7. Соответствующие коэффициенты отражения образца толщиной 8.8 мм на металлической пластине приведены на рис.8. Измерения выполнены в коаксиальной измерительной ячейке, являющейся продолжением коаксиального тракта.



    Рис.7.  Магнитная проницаемость феррита.



    Рис.8.  Коэффициент отражения феррита.

    Заключение

    Для обеспечения функциональности сверхширокополосных систем необходимо применение радиопоглощающих материалов, оптимально обеспечивающих диссипацию электромагнитной энергии, с учётом дисперсии электрических и магнитных характеристик материалов. В работе приведены примеры исследований частотных характеристик РПМ различных типов соответствующих диапазонов частот. На сегодняшний день не существует "универсального " всечастотного радиопоглощающего материала. Выбор типа и конструкции РПМ является индивидуальным для каждой задачи разработки радиоэлектронного оборудования и определяется, кроме частотного диапазона, областью применения и условиями эксплуатации устройств. При этом одними из ключевых характеристик материала являются частотные дисперсии электрофизических параметров, которые необходимо учитывать и целесообразно корректировать на ранних этапах разработки РЭА, что может существенно повысить эффективность её использования.


    Список литературы

      1. L. Lutzev, etc. Nanotechnics. 2008, 2, p.37-43.

      2. Titov A. N., Bibikov S. B., Kulikovskij Ed.I. Proceedings of the Four International

      Conference on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 2008, Sevastopol, Ukraine, pp.

      248-250.

      3. Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М: Высшая школа. 1977. 448 с.

      4. Б.М. Тареев и др. Электрорадиоматериалы. М.: Высшая школа, 1978. – 336 с.

      5. Титов А.Н., Бибиков С.Б., Черепанов А.К., Евтихиев Н.Н., Смольникова О.Н., Прокофьев М.В. Возможности создания сверхширокополосного поглотителя радиоизлучения. // В сб. научных трудов "Методы и устройства передачи и обработки информации". 2009. Вып.11. С.224-231.

      6. А.Г. Гуревич,.Г.А.Мелков. Магнитные колебания и волны. М: Наука, 1994,

      464 с.

      7. Д. Н. Покусин, Э. А. Чухлебов, М. Ю. Залесский. Комплексная магнитная проницаемость ферритов в области естественного ферромагнитного резонанса // Радиотехника и электроника. - 1991. - Т. 36, № 11. - С. 2085—2091.

      8. Г. Ж. Ранкис, Динамика намагничивания поликристаллических ферритов. / Рига: Зинатне, 1981. - 186 с.



    Е. Лапшин, Д. Фельдшер, В. Петров, (КИИУТ, группа 10КМ1)

    Научный руководитель: профессор, д.т.н. В.Г. Андреев

    Исследование свойств ферритов, полученных по

    технологии без предварительного синтеза шихты

    Цель: показать возможность получения MnZn-ферритов марки

    2000HM с исключением операции предварительного синтеза.


    Mn-Zn ферриты широко используются в технике в качестве сердечников высокочастотных трансформаторов. Объем их выпуска в мире достигает нескольких млн. тон в год. Данное производство достаточно энергоемкое, поэтому наиболее актуальны поиски путей снижения потребляемой энергии.

    Стандартный технологический процесс получения ферритов состоит из 6 основных операций:

    - смешивание и помол исходных компонентов;

    - гранулирование;

    - синтез ферритовой шихты(950-9800С);

    - помол синтезированной шихты;

    - введение связки в шихту и гранулирование;

    - прессование сырых заготовок и спекание.

    Суть научной работы состоит в исключении трёх энергоемких операций: гранулирование, синтез, помола шихты. За один день данные операции употребляют 200КВт, работу совершают ежедневно в течение всего года безостановочно. Учитывая стоимость электроэнергии, затраты на гранулирование, синтез и помол шихты за год составляют 297 тысяч рублей.

    В ходе работы были получены 3 образца. Составы образцов приведены в таблице 1.


    Таблица 1 Составы исследованных образцов

    Компоненты

    1 образец

    2 образец

    3 образец

    Fe2O3

    67%

    67%

    67%

    MnO

    16,6%

    16,6%

    16,6%

    ZnO

    16,4%

    16,4%

    16,4%

    Bi2O3

    ──

    ──

    0,4%

    CuO

    ──

    1%

    ──



    Исходные компоненты измельчались в вибромельнице м-200 в течении 3 часов. В полученную шихту вводили связку на основе 6 % водного раствора поливинилового спирта в количестве 20 %. Полученную массу сушили в сушильном шкафу при 100оС до влажности 5 % и затем протирали через сетку с размерами ячеек 0,315 мм. В полученные гранулы вводили стеарат цинка в количестве 0,1 % и прессовали кольцевые заготовки на автоматическом гидравлическом прессе под давлением 150 МПа. Полученные заготовки спекали в туннельной печи с регулируемой атмосферой азота и кислорода при 1270оС. Данные по зависимостям магнитной проницаемости от температуры приведены на рисунках 1-4.



    Рисунок 1-Температурная зависимость магнитной проницаемости первого образца без добавок.





    Рисунок 2-Температурная зависимость магнитной проницаемости 2 образца с добавлением оксида меди (CuO).




    Рисунок 3- Температурная зависимость магнитной проницаемости 3 образца с добавлением висмута (Bi2O3)




    Рисунок 4- Температурная зависимость магнитной проницаемости третьего образца спеченного в вакуумной печи при температуре 13500С.

    Данные приведенные на рисунках показывают, что легирование меди и висмута улучшают параметры феррита, в частности добавление висмута.

    Вывод:
    Нам удалось получить Mn-Zn ферриты, по технологии без предварительного синтеза шихты, что позволяет сократить на три этапа технологическую операцию, тем самым сэкономить не только время, затрачиваемое на изготовление деталей, но и сократить финансовые расходы. Экономия для завода-изготовителя составляет примерно 297 тысяч рублей в год.


    А. Кудашов (КИИУТ, 08КМ1)

    Научный руководитель: кандидат физ.-мат. наук, доцент Игошина С. Е.

    Изучение зависимости радиопоглощающих свойств ферритовых материалов в зависимости от магнитной проницаемости образца.

    В работе исследуются радиопоглощающие свойства Ni-Zn ферритов в зависимости от магнитной проницаемости образца. Задача решается при следующих условиях:





    Гц

     См/м

    В области практических приложений теории электромагнитных волн наиболее характерны задачи об их взаимодействии с неоднородными и линейными средами. В настоящей работе был проведен численный анализ отражений от слоя Ni-Zn феррита, нанесенного на металл при нормальном падении электромагнитной волны на образец.

    На рисунках 2 и 3 показаны результаты предварительных измерений радиофизических характеристик образцов, изготовленных на базе КИИУТ под руководством профессора В.Г.Андреева.

    При анализе спектра комплексной магнитной проницаемости образца можно видеть, что в узкой области частот ( ≈ 1МГц ) действительная часть магнитной проницаемости имеет постоянное значение . Данное свойством мы использовали в своих расчетах, т.е. получили частотные зависимости коэффициента отражения волны Е – поляризации в узкой области частот.

    Результат решения задачи –частотная зависимость модулей коэффициентов отражения волны Е- поляризации, полученная для узкой области частот. Решение поставленной нами задачи, представлено на рисунке 1.

    Сопоставляя данные рисунков 1 и 2 , мы видим достаточное соответствие теоретической и экспериментальной зависимости. Так, например, для частоты 1МГц значение коэффициента отражение примерно равно 0,75. При дальнейшем увеличении частоты до 3 МГц начинается расхождение данных, что возможно связано с изменением магнитной проницаемости.

    Тем не менее мы видим, что результат нашей работы хорошо согласуется с данными эксперимента в области частот ≈ 1 МГц.





    Рисунок 1 - Частотная зависимость модулей коэффициентов отражения волны Е-поляризации ()




    Рисунок 2 Спектр магнитной проницаемости образцов ферритов М1000НН, «Серия 7-1», дек-2010. «Гипербола, 1300, µ = 885». (fmin  0.3 МГц)




    Рисунок 3.Частотная зависимость коэффициента отражения от образцов ферритов образцов ферритов М1000НН («Серия 7-1», дек-2010) на отражающей подложке.





    Рисунок 4 - Частотная зависимость модулей коэффициентов отражения волны Е-поляризации ()





    Рисунок 5 - Спектр комплексной магнитной проницаемости образца Ni-Zn феррита 1000НН. Партия «Б», серия №4 /1% крупной фракции/.

    На рисунке 5 показаны результаты предварительных измерений радиофизических характеристик образцов, изготовленных на базе КИИУТ под руководством профессора В.Г.Андреева.

    При анализе спектра комплексной магнитной проницаемости образца можно видеть, что в узкой области частот ( ≈ 1МГц ) действительная часть магнитной проницаемости имеет постоянное значение . Данное свойство мы использовали в своих расчетах, т.е. получили частотные зависимости коэффициента отражения волны Е – поляризации в узкой области частот.

    На рисунке 4 представлено численное решение задачи для обобщенного коэффициента отражения при .

    Сопоставляя данные рисунков 4 и 5 , мы видим достаточное соответствие теоретической и экспериментальной зависимости. Так, например, для частоты 1МГц значение коэффициента отражение примерно равно 0,8. При дальнейшем увеличении частоты до 3 МГц начинается расхождение данных, что возможно связано с изменением магнитной проницаемости.

    При анализе рисунков 1 и рисунка 4, в узкой области частот видим, что при частоте равной 1МГц коэффициент отражения волны выше у материала при , чем при , но в тоже время видно, что при частоте 3 МГц коэффициент отражения при равен близок к нулю, а при коэффициент отражения равен 0.026, следует что при частоте 3 МГц коэффициент отражения выше у материла с магнитной проницаемостью .


    А .Карманов (ПГУ)

    Научный руководитель: кандидат физ-мат. наук, доцент Игошина С. Е.


    Исследование температурной зависимости свойств радиопоглощающих материалов на основе Ni – Zn ферритов


    В работе приведена физико-математическая модель процесса распространения электромагнитных волн в радиопоглощающих Ni – Zn ферритах в условиях возрастающей температуры. Полученные данные сопоставлялись с результатами исследований поглощающих свойств материалов на основе Ni – Zn ферритов при постоянной температуре и сделаны выводы.

    КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

    В результате проделанной работы была сформулирована краевая задача о распространении электромагнитного поля в ферромагнитной среде в условиях возрастающей температуры, поставлены граничные и начальные условия, проведено совместное решение волнового уравнения и уравнения теплопроводности. Для решения данной задачи использовались следующие условия: диапазон температур от 300К до 420К, , ,

    В результате был получен закон процесса распространения электромагнитного поля в ферромагнитной среде следующего вида:



    , где

    ,







    Рисунок 1 – Процесс затухания электромагнитной волны в ферромагнитной

    среде при температуре 420 К

    Актуальность работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к теме "Радиопоглощающие ферриты" в современной науке, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью. Рассмотрение вопросов связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость.

    Сравнение результатов проделанной работы с результатами работ [1,2 ] показывает увеличение амплитуды электромагнитной волны в начальный момент времени, что можно связать с процессом нагрева материала. Это объясняется сдвигом резонансной частоты покрытия, обусловленной резонансом доменных границ (ферромагнитный резонанс). Исследования показали [1] , что при комнатной температуре амплитуда волны значительно уменьшается за 0,2 с, пройдя половину толщины образца. С повышением температуры до 573 К время затухания увеличивается до 0,4 с., что говорит о снижении эффективности поглощения радиоволн в радиопоглощающем покрытии. Таким образом, использование данного радиопоглощающего покрытия не целесообразно при температурах выше 300 К.


    Список пользованной литературы:
    1. Игошина С.Е., Попов А.А., Карманов А.А. Численный анализ радиопоглощающих свойств материалов на основе Ni – Zn ферритов//Труды IV Международной научно – технической конференции ПГУ «Аналитические и численные методы моделирования естественнонаучных и социальных проблем».-2009.-С.158 – 162.
    2. Yuksel, S. Kirtay, T. O. Ozkan, The effect of B2O3 addition to the microstructure and magnetic properties of Ni0.4Zn0.6Fe2O4 ferrite// Journal of Magnetism and Magnetic Materials.- V. 320, N. 5. - P. 714-718.
    3. Котов Л.Н., Бажуков К.Ю. Расчёт магнитных спектров ферритов // Радиотехника и электроника.-1999.-т. 4, №7.- С. 41-46.



    Секция №2

    ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА ФИЗИЧЕСКИХ УСТАНОВОК.

    Н. Ушмотьев (ККЭТ, группа 5р4)

    Научный руководитель: к.т.н., преподаватель Петрунин В. В.