Сусляев В І, Доценко О А Томський державний університет пр Леніна, 36, м Томськ, 634050, Росія тел: (8-382-2) 413-964, e-mail: suslrff @ elefot tsuru

Анотація – У роботі досліджуються поглинаючі властивості гексаферритов системи Co2-xZnxW (де х = 10, 13 і 14) на надвисоких частотах при зміні температури Вимірювання спектрів магнітної проникності вироблені на перебудовує нерегулярному Мікроп-лосковом резонаторі

I                                       Введення

Для забезпечення електромагнітної сумісності окремих вузлів високочастотної радіоелектроніки, для підвищення ефективності сучасних засобів звязку, для захисту користувачів від шкідливого впливу мікрохвильового діапазону необхідні радіопоглинаючі матеріали [1,2] На металевій поверхні, що володіє великою електропровідністю, де розташована пучность магнітного поля, найбільш ефективно працюють покриття на основі магнітодіелектріческіе матеріалів, які можуть виконуватися на твердих зразках або служити наповнювачами для еластомерів

В якості магнітних матеріалів застосовують ферити різних складів, порошки карбонільного заліза і нікелю Серед таких матеріалів вигідно відрізняються ферити з гексагональної кристалічною структурою (Гексаферріти), які мають високі значення дисперсійних частот, що визначаються резонансом доменних меж і природним феромагнітним резонансом (ЕФМР) У цих областях поряд з досить різким зменшенням величини дійсної складовою комплексної магнітної проникності μ * = μ-μ »спостерігається значне зростання уявної складової, що характеризує втрати електромагнітного випромінювання в речовині

Величину тангенса кута втрат, що визначає область застосування магнітного матеріалу в якості поглинача електромагнітної енергії, можна змінювати, зміщуючи область дисперсії Це досягається вибором типу кристалічної структури магнітного матеріалу і хімічним складом синтезованого матеріалу

Як правило, вимірювання частотної залежності магнітної проникності проводяться при кімнатній температурі Однак відомо, що константи магнітної кристалографічної анізотропії є температурнозавісімимі величинами, тому положення області ЕФМР залежатиме від температури навколишнього середовища Це неминуче призведе до зміни поглинаючих властивостей матеріалів і, в кінцевому підсумку, до ефективності роботи електродинамічних пристроїв на основі гексаферритов Представляє інтерес оцінити можливість використання гексаферритов зі структурою типу W в низькочастотної області мікрохвильового випромінювання в температурному інтервалі Ця область інтенсивно використовується в даний час виробниками мобільних телефонів, ноутбуків, цифрових фото-і відеокамер Однак низькочастотний ділянку СВЧ-діапазону становить труднощі для проведення вимірювань, оскільки знаходиться на стику методів вимірювання з розподіленими і зосередженими параметрами З цієї причини в літературних джерелах зазначається недолік експериментальних даних для цієї області електромагнітного випромінювання

II                              Основна частина

в даній роботі досліджуються температурні залежності коефіцієнта відбиття для тонкого шару суцільних зразків гексаферритов системи Co2-xZnxW (тут W = BaFeie027) по експериментально виміряним значенням комплексної магнітної проникності μ * в діапазоні частот від 200 МГц до 1 ГГц в кліматичному інтервалі температур ± 60 ° С У гексаферріти даної системи заміна магнітних іонів кобальту немагнітними іонами цинку призводить до зростання намагніченості насичення і дозволяє цілеспрямовано змінювати константи магнітної кристалографічної анізотропії [3-5], від величини і знака яких більшою мірою залежить частота ЕФМР

В якості вимірювальної комірки використовувався нерегулярний мікрополоскові резонатор [6] Дослідження проводилися на автоматизованому вимірювальному комплексі, побудованому на основі вимірювача КСХН і персонального компютера [^ 7] на зразках у вигляді пластини розміром 10x6x1 мм Зразки виготовлялися за стандартною керамічною технологією Вихідні окисли якості ОСЧ розвішувалися на аналітичних вагах Проводився попередній помел вихідних порошків у вібраційному млині Остаточний випал проводився при 1320 ° С Щільність визначалася гідростатичним зважуванням і становить 4,89 г / см ® Контроль фазового складу, виробленого рентгеноструктурним аналізом, показав, що вміст W-фази в готових зразках – 90%

Проведені дослідження показали, що отримані значення початкової магнітної проникності мають значні зміни залежно від температури Вибравши кімнатну температуру за вихідну, ми за відомою формулою для коефіцієнта відбиття розрахували оптимальну товщину поглинаючого шару твердого фериту на ідеально провідній поверхні з коефіцієнтом відображення на рівні 10 дБ

Для отриманих значень товщини шару на основі виміряних температурних залежностей комплексної магнітної проникності розрахована залежність коефіцієнта відбиття від температури Як приклад на рис1 наведені значення коефіцієнта відображення для частоти 590 МГц

III                                     Висновок

Таким чином, зазначено, що в досліджених гексаферріти системи Co2-xZnxW в обраній галузі температур в низькочастотної області СВЧ-випромінювання відзначаються значні зміни як

дійсному, так і мнімоі складових магнітної проникності Як наслідок цього присутні зміни коефіцієнта відбиття від температури

Рис 1 Залежність коефіцієнта віддзеркалення від температури на частоті 590 МГц для гексаферритов системи Co2-xZnxW

Fig 1 Dependence of reflection coefficient \/s temperature at frequency of 590 MHz for hexaferrites of Co2-xZnxW system

IV                              Список літератури

[1]  Valeska da Rocha Caffarena, Tsuneharu Ogasawara Characterization of Co-Zn-doped Z-type Barium Hexaferrite produced by Co-precipitation iViethod J iVietastable and Nanocrystalline Materials, 2004, 20-21, p705-710

[2]  Chulin Miao, Mao Wang, Zhenxing Yue, Ji Zhou, Xuemin Cui Co-firing Behavior of C02Z Hexagonal Ferrite/Ag Internal Electrode for MLCIs Key Engineering Materials, 2005, p155-158

Журавльов В A, Сусляев В І, Найден Є П, Рябцев Г І, Кириченко В І Особливості спектрів магнітної проникності гексаферритов Co2-xZnxW в області спін-переоріентаціонного фазового переходу Изв ВНЗ СРСР Фізика, 1990, 33, № 9, с107-109

[3] Знайдений Є П, Сусляев В І, Бір А В, политу М В Спектри магнітної проникності нанорозмірних порошків гексаферритов Ж структурної хімії, 2004, 45, с102-105

[4] S М Attia, А М Abo El Ata, D El Копу Conduction mechanism of zinc-magnesium W-type hexagonal ferrites / / J Magn Magn Mater, 2004, 270, p142-151

[5] Доценко О A, Сусляев В І Вимірювання температурних залежностей спектрів магнітної проникності гексаферритов нерегулярним мікрополоскові резонатором Изв ВУЗів Фізіка-Томськ, 2005, 6, с116-117

[6] Сусляев В І, Журавльов В А, Кочеткова Т Д, Судаков С В Автоматизована установка для дослідження температурної залежності спектрів діелектричної проникності полярних рідин в діапазоні 01-125 ГГц Прилади й техніка експерименту -2003, № 5, с1-5

THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF REFLECTION COEFFICIENT OF ABSORBER LAYER ON BASE OF HEXAFERRITIES SISTEMS COz-xZNxW

SuslyaevV I, Dotsenko O A

Tomsk State University 36, Lenin Ave, Tomsk, 634050, Russia

Ph: 8382-2-413-964, e-mail: suslrff@elefottsuru

Abstract – This work deals with absorbing qualities of hexaferrites of a system Co2-xZnxW (where x=10, 13 and 14) on microwave frequencies with temperature changing The changing of magnetic permeability spectra was made on variable irregular microstrip cavity

I                                         Introduction

Among the materials used as absorbers the ferrites with hexagonal crystal structure is the best ones They have high value of dispersing frequencies determined by resonance of domain borders and by natural ferromagnetic resonance The quantity of loss angle tangent determining the area of magnetic material use may be changed by dislocating the area of dispersion by choosing the type of crystal structure and chemical structure of synthesized material In particular, the changing of magnetic ions of cobalt into non-magnetic ions of zinc in hexaferrites of Co2-xZnxW (here W=BaFei6027) system causes the increase of saturation magnetization and allows changing constants of magnetic crystallographic anisotropy As it has been recently shown, the frequency of natural ferromagnetic resonance changes in quite wide limits in mechanical activation in high-energy mills The investigation of temperature dependence of absorption factor of ferrite layer was carried out on ideally conducting surface

II                                        Main Part

This work deals with temperature dependences of reflectivity factor for thin layer of hexaferrites of Co2-xZnxW system, situated on ideally conductive surface on experimentally measured spectra of magnetic conductivity in μ*=μ’-μ» bandwidth from 200 MHz to 1 GHz in climatic interval of temperatures ±60 °C

Variable irregular microstrip cavity was used as a measuring cell The investigations were taken on automatized measuring complex on samples with the size 10x6x1 mm^ Ferrites were synthesized by a standard ceramic technology The final synthesis was made by the temperature of 1320 C Density is 489 g/sm^ X-ray analysis showed that the content of W-phase in finished samples is 90 %

The investigations showed, that the values of initial magnetic conductivity have significant changes depending on temperature The results were obtained for received values of optimal thickness of a layer on a basis of measured temperature dependencies of complex magnetic conductivity the dependence of reflectivity factor on temperature

III                                       Conclusion

It was noticed, that the significant changes of absorption factor were ascertained in investigated hexaferrites of system Co2-xZnxW in chosen temperature area in a microwave area of microwave frequency

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р