Исследование структуры и свойств композитных материалов на основе углеродных матриц
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Одной из наиболее развивающихся областей современной физики является физика магнитных явлений. В результате фундаментальных исследований среди диэлектриков и полупроводников были обнаружены новые группы магнитных веществ, например, неметаллические магнитные материалы – ферриты. Сегодня они являются одними из наиболее изучаемых магнитных материалов, открывающих перед инженерной практикой серьёзные перспективы. Без них уже не может обойтись никакая современная электроника.
Ферриты позволили сделать огромный технологический скачок в технике сверхвысоких частот. Для распределения электромагнитной энергии СВЧ были созданы различные быстродействующие ферритовые модуляторы, фазовращатели, аттенюаторы и другие устройства. Не менее важным явилось использование ферритов в качестве запоминающих устройств для электронно-вычислительных машин. В настоящее время ежегодно выпускаются десятки миллиардов ферритовых колец в качестве элементов памяти ЭВМ.
СОДЕРЖАНИЕ
Обозначения и сокращения3
Введение4
1 Ферриты, их типы и свойства9
1.1 Определение ферритов9
1.2 Основные типы ферритов10
1.2.1 Ферриты-шпинели10
1.2.2 Ферриты-гранаты12
1.2.3 Ортоферриты14
1.2.4 Гексаферриты16
1.3 Свойства ферритов19
1.3.1 Механические свойства19
1.3.2 Магнитные свойства20
1.3.3 Электрические свойства22
1.3.4 Оптические свойства23
2 Никель-цинковый феррит25
3 Методы получения ферритов28
3.1 Золь-гель метод28
3.2 Метод соосаждения солей или гидроксидов29
3.3 Электролитический метод30
3.4 Криохимический Метод31
3.5 Метод жидкой сушки32
3.6 Метод распылительной сушки32
4 Современные радиопоглощающие материалы на основе ферритов34
5 Перспективы нанокомпозитов на основе никель-цинкового феррита и углеродной матрицы в качестве радиопоглощающих материалов37
6 Экспериментальная часть41
Заключение101
Список использованных источников104ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Смит Я. Ферриты / Я. Смит, Х. Вейн. – М.: Издательство иностранной литературы, 2005. – 504 с.
2 Смоленский Г. А. Ферриты и их техническое применение / Г.?А.Смоленский, В. В. Леманов. – Л.: Издательство ?Наука?, 2007. – 219 с.
3 Сирота Н. Н. Магнитные свойства ферритов-гранатов / Н. Н. Сирота, И.?М. Дробь // Наука и техника. – 2000. – Т. 6. – № 6. С. 286 – 280.
4 Сирота Н. Н. Свойства ортоферрита полученного методом жидкой сушки / Н. Н. Сирота, В. И. Павлов, Л. Е. Смолякова // Наука и техника. – 2001. – Т. 7. – № 12. – С. 516 – 523.
5 Структура и магнитные свойства гексагонального феррита бария / К.?В.?Чернякова, В. В. Паньков, М. И. Ивановская и др. // Вестн. БГУ. Сер. 2 Физика. – 2012. – № 1. – С. 22 – 25.
6 Upadhyay T. V. Preparation of ferrite particles with a small point of Curi - Neel / T. V. Upadhyay, R. V. Mehta // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2008. – Vol. 2. – № 55. – P. 558 – 564.
7 Azadmanjiri J. Structural and electromagnetic properties of Ni–Zn ferrites prepared by sol–gel combustion method / J. Azadmanjiri // Materials Chemistry and Physics. – 2008. – № 109. – P. 109 – 112.
8 Сирота Н. Н. Физические и физико-химические свойства ферритов / Н.?Н. Сирота, В. И. Павлов, Л. Е. Смолякова. – Л.: Издательство ?Наука?, 2007. – 353 с.
9 Pathan A. T. Dielectric properties of Zn-substituted Ni nanostructured ferrites prepared trough chemical route / A. T. Pathan, A. M. Shaikh // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2008. – Vol. 3. – № 46. – P. 492 – 553.
10 Xinjun W. Growth behavior and RF/microwave properties of low temperature spin-sprayed NiZn ferrite / W. Xinjun, Z. Ziyao, B. Shawn. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2014. – Vol. 4. – № 15. – P. 367 – 378.
11 Ravinder D. Dielectric Properties of Ni-Zn Ferrites Synthesized by Citrate Gel Method / D. Ravinder, S. Utpal, V. Rana // World Journal of Condensed Matter Physics. – 2012. – № 2. – P. 57 – 60.
Температуру слоя на 5 см выше резко снижают до 213 К за счет охлаждения верхнего слоя жидкости. Дисперсность частиц регулируется скоростью распыления раствора в зону замораживания. Сушку сублимацией замороженных капель проводят в вакуумной сушилке. Порошки после сублимационной сушки разлагают в муфельной печи.
Замечено, что ферритообразование порошков, полученных криохимическим методом, заканчивается быстрее, чем обычно приготовленных шихт, однако они не обладают высокой удельной поверхностью, поскольку температуры начала спекания частиц феррита и разложения сульфатов близки [21].
3.5 Метод жидкой сушки
Метод основан на способности гигроскопических жидкостей отнимать воду у водных растворов солей. Данный метод опробован на ферритах магний-марганцевой и никель-цинковой систем.
Для магний-марганцевого феррита растворы сульфатов в необходимом соотношении вливали в водоотнимающую жидкость, которая интенсивно перемешивалась.