Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов
Обсуждаются особенности технологии синтеза дисперсных оксидов переходных металлов системы Ni-Co. Описаны их электрофизические свойства и перспективы применения в качестве наполнителей радиоматериалов....
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2007
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52881 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов / Б.А. Демьянчук, В.Е. Полищук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 5. — С. 61-64. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-52881 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-528812014-01-09T03:08:44Z Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов Демьянчук, Б.А. Полищук, В.Е. Материалы электроники Обсуждаются особенности технологии синтеза дисперсных оксидов переходных металлов системы Ni-Co. Описаны их электрофизические свойства и перспективы применения в качестве наполнителей радиоматериалов. 2007 Article Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов / Б.А. Демьянчук, В.Е. Полищук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 5. — С. 61-64. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52881 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Материалы электроники Материалы электроники |
| spellingShingle |
Материалы электроники Материалы электроники Демьянчук, Б.А. Полищук, В.Е. Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Обсуждаются особенности технологии синтеза дисперсных оксидов переходных металлов системы Ni-Co. Описаны их электрофизические свойства и перспективы применения в качестве наполнителей радиоматериалов. |
| format |
Article |
| author |
Демьянчук, Б.А. Полищук, В.Е. |
| author_facet |
Демьянчук, Б.А. Полищук, В.Е. |
| author_sort |
Демьянчук, Б.А. |
| title |
Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов |
| title_short |
Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов |
| title_full |
Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов |
| title_fullStr |
Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов |
| title_full_unstemmed |
Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов |
| title_sort |
синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Материалы электроники |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52881 |
| citation_txt |
Синтез ферромагнитных оксидов — наполнителей радиоматериалов / Б.А. Демьянчук, В.Е. Полищук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 5. — С. 61-64. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT demʹânčukba sintezferromagnitnyhoksidovnapolnitelejradiomaterialov AT poliŝukve sintezferromagnitnyhoksidovnapolnitelejradiomaterialov |
| first_indexed |
2025-07-05T04:23:06Z |
| last_indexed |
2025-07-05T04:23:06Z |
| _version_ |
1836779451128479744 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5
61
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
13.03 2007 ã.
Îïïîíåíòû ê. õ. í. Î. ß. ÌÐÓÇ,
È. Ì. ÑÛÂÎÐÎÒÊÀ
(ÍÏÏ «Êàðàò», ã. Ëüâîâ)
Ê. ò. í. Á. À. ÄÅÌÜßÍ×ÓÊ, ê. ô.-ì. í. Â. Å. ÏÎËÈÙÓÊ
Óêðàèíà, Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. È. È. Ìå÷íèêîâà
Å-mail: badem@rambler.ru
Îáñóæäàþòñÿ îñîáåííîñòè òåõíîëîãèè
ñèíòåçà äèñïåðñíûõ îêñèäîâ ïåðåõîäíûõ
ìåòàëëîâ ñèñòåìû Ni�Co. Îïèñàíû èõ
ýëåêòðîôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà è ïåðñïåê-
òèâû ïðèìåíåíèÿ â êà÷åñòâå íàïîëíèòå-
ëåé ðàäèîìàòåðèàëîâ.
Øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå äèñïåðñíûõ ôåððî-
ìàãíåòèêîâ-øïèíåëåé � õèìè÷åñêè ñëîæíûõ îêñè-
äîâ òèïà A2+R2
3+O4 (A
2+ � Mg, Fe, Ni; R3+ � Fe, Al,
Cr, Co) â êà÷åñòâå íàïîëíèòåëåé äëÿ ðàäèîìàòåðèà-
ëîâ â íàñòîÿùåå âðåìÿ îãðàíè÷èâàåòñÿ òåõíîëîãè-
÷åñêèìè ñëîæíîñòÿìè. Òàê, òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ
íèêåëü-êîáàëüòîâîé øïèíåëè ìåòîäîì õèìè÷åñêîãî
ñîîñàæäåíèÿ ñîëåé ìåòàëëîâ íèêåëÿ è êîáàëüòà (èëè
ãèäðîîêèñåé ýòèõ ìåòàëëîâ) íå óäîâëåòâîðÿåò ïî-
òðåáíîñòÿì ïðàêòèêè èç-çà ñâîåé ñëîæíîñòè è ïðî-
äîëæèòåëüíîñòè ñèíòåçà (îáùåå âðåìÿ ñîîñàæäåíèÿ,
ïðîìûâêè, ôèëüòðàöèè, ñóøêè è èçìåëü÷åíèÿ ìàòå-
ðèàëà çàíèìàåò öåëóþ íåäåëþ [1]).
Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà îáñóæäåíèþ âîç-
ìîæíîñòåé ñèíòåçà øïèíåëåé ñèñòåìû Ni�Co c âû-
ñîêîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ â íåîáõîäèìîì êîëè÷å-
ñòâå ìåòîäîì òåðìîõèìè÷åñêîé ðåàêöèè âîññòàíîâ-
ëåíèÿ â óãëåðîäíîé ñðåäå â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ÷à-
ñîâ, à òàêæå èññëåäîâàíèþ ïåðñïåêòèâíîñòè èõ ïðè-
ìåíåíèÿ â êà÷åñòâå íàïîëíèòåëåé ðàäèîìàòåðèàëîâ.
Îñíîâíûìè äîñòîèíñòâàìè òàêèõ íàïîëíèòåëåé
ÿâëÿþòñÿ:
� âûñîêàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê ýëåêòðîìàãíèòíî-
ìó ïîëþ â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò;
� øèðîêèé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí äîïóñòèìûõ
ìîùíîñòåé âîçäåéñòâèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ;
� óñòîé÷èâîñòü ñâîéñòâ â ïðîöåññå ýêñïëóàòà-
öèè.
Ñîãëàñîâàííîñòü âðåìåíè ðåëàêñàöèè (ïåðåìàã-
íè÷èâàíèÿ) ìàòåðèàëà τ ñ ïåðèîäîì êîëåáàíèé ýëåê-
òðîìàãíèòíîãî ïîëÿ Òï=2π/ω ÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìûì
óñëîâèåì äëÿ îáåñïå÷åíèÿ èíòåíñèâíûõ ýëåêòðîìàã-
íèòíûõ ïîòåðü â ìàòåðèàëå íà ïåðåìàãíè÷èâàíèå åãî
ìàãíèòíûõ äîìåíîâ.
Îäíàêî äëÿ ñóùåñòâåííîãî îñëàáëåíèÿ ýëåêòðî-
ìàãíèòíûõ êîëåáàíèé ïðè èõ ðàñïðîñòðàíåíèè â
ðàäèîìàòåðèàëàõ, ñîçäàííûõ íà îñíîâå øïèíåëåé,
òîëüêî ýòîé îñîáåííîñòè øïèíåëåé íåäîñòàòî÷íî,
ïîñêîëüêó ïîòåðè ïîëÿ íà ïåðåìàãíè÷èâàíèå â ôåððî-
ÑÈÍÒÅÇ ÔÅÐÐÎÌÀÃÍÈÒÍÛÕ ÎÊÑÈÄÎÂ �
ÍÀÏÎËÍÈÒÅËÅÉ ÐÀÄÈÎÌÀÒÅÐÈÀËÎÂ
ìàãíèòíûõ ìàòåðèàëàõ ïðîïîðöèîíàëüíû ïëîùàäè
ïåòëè ãèñòåðåçèñà äîìåíîâ. Òàê êàê ðàññìàòðèâàå-
ìûå ìàòåðèàëû îáëàäàþò ìàëûì âðåìåíåì ïåðåìàã-
íè÷èâàíèÿ, ò. å. ìàëûì çíà÷åíèåì ýíåðãèè àêòèâà-
öèè, ó íèõ ïåòëÿ ãèñòåðåçèñà ÿâëÿåòñÿ ñæàòîé ïî îñè
àáñöèññ è, ñëåäîâàòåëüíî, èìååò ìàëóþ ïëîùàäü. Ýòî
îçíà÷àåò, ÷òî äëÿ ñîçäàíèÿ äîñòàòî÷íûõ óñëîâèé äëÿ
ýôôåêòèâíîãî îñëàáëåíèÿ ïîëÿ â ìàòåðèàëå íåîáõî-
äèìî ïîâûøàòü êîíöåíòðàöèþ ìåëêîäèñïåðñíûõ äî-
ìåíîâ øïèíåëè, èìåþùèõ ìàëóþ ìàãíèòíóþ âÿç-
êîñòü. Òàêèì îáðàçîì, íàëè÷èå â ìàòåðèàëå áîëüøî-
ãî êîëè÷åñòâà ìàëîèíåðöèîííûõ äîìåíîâ ïîçâîëÿ-
åò ðàçðåøèòü ïðîòèâîðå÷èå ìåæäó íåîáõîäèìîñòüþ
óìåíüøàòü èíåðöèîííîñòü äîìåíîâ (à çíà÷èò, è ïëî-
ùàäü èõ ïåòëè ãèñòåðåçèñà) è óâåëè÷èâàòü äèññèïè-
ðóþùèå ñâîéñòâà. Ýòè ïðåäïîëîæåíèÿ ïîäòâåðæäà-
þòñÿ è êîëè÷åñòâåííûì àíàëèçîì.
Èçìåíåíèå íàìàãíè÷åííîñòè ∆M (íàïðèìåð ïðè
îäíîêðàòíîì ñêà÷êîîáðàçíîì èçìåíåíèè íàïðÿæåí-
íîñòè ïîëÿ) â çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè t îïèñûâàåò-
ñÿ ôîðìóëîé [2, ñ. 550]
( ) ( ) ô
0Ä 1 ,
t
M t M M e
−
∞
= − −
Ìàãíèòíàÿ âÿçêîñòü â ìàòåðèàëàõ ðàññìàòðèâàå-
ìîãî êëàññà óìåíüøàåòñÿ, âèäèìî, çà ñ÷åò òåðìî-
ôëþêòóàöèîííîãî ìåõàíèçìà, ò. å. òåïëîâûõ ôëþê-
òóàöèé, ñïîñîáñòâóþùèõ ïðåîäîëåíèþ äîìåííûìè
ñòåíêàìè ýíåðãåòè÷åñêèõ áàðüåðîâ â ìàãíèòíûõ ïî-
ëÿõ, ìåíüøèõ êðèòè÷åñêîãî óðîâíÿ ïîëÿ.
Èçâåñòíî, ÷òî âðåìÿ ðåëàêñàöèè êîëè÷åñòâåííî
îïðåäåëÿåòñÿ ïðåæäå âñåãî ýíåðãèåé àêòèâàöèè Å
âåùåñòâà è ðàâíÿåòñÿ [2, ñ. 551]
,
E
kTe∞τ = τ (1)
Ïðè ýòîì äåéñòâèòåëüíàÿ è ìíèìàÿ ÷àñòè êîì-
ïëåêñíîé îòíîñèòåëüíîé ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè
ãäå M0, M∞ �
τ �
çíà÷åíèÿ íàìàãíè÷åííîñòè â íà÷àëüíûé ìîìåíò
è â óñòàíîâèâøåìñÿ ñîñòîÿíèè;
âðåìÿ ðåëàêñàöèè, êîíñòàíòà, õàðàêòåðèçóþùàÿ
ñêîðîñòü ïðîöåññà ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ (â ðàçíûõ
ìàòåðèàëàõ ìîæåò èìåòü âåëè÷èíó 10�9 ñ è áîëåå).
ãäå k �
T �
τ∞ �
ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà;
òåìïåðàòóðà, Ê;
âðåìÿ ðåëàêñàöèè ïðè T→∞.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5
62
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
øïèíåëè µ îïèñûâàþòñÿ ôîðìóëàìè, ÿâëÿþùèìèñÿ
ôóíêöèÿìè ÷àñòîòû êîëåáàíèé ïîëÿ ω è âðåìåíè ðå-
ëàêñàöèè [2, ñ. 561; 3, ñ. 330]:
( ) 12 2' 1 1 ù ;
m −
µ = + χ + τ
( ) 12 2'' 1 ,m −
µ = χ ωτ + ω τ (2)
ãäå χm � ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü ìàòåðèàëà.
Çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà çàòóõàíèÿ âîëíû â ôåð-
ðîìàãíèòíîé ñðåäå ñ ïîãëîùåíèÿìè çàâèñèò îò
' ''iµ = µ + µ& è ðàâíÿåòñÿ
( )2 2
0 0
''
'' ' '' exp arctg ,
2 'm
i
K I
µ= − ω ε µ µ + µ ⋅ − µ
(3)
Ó÷èòûâàÿ âåëè÷èíó ýíåðãèè àêòèâàöèè (äîëè ýÂ)
è âðåìÿ ðåëàêñàöèè (τ=10�9), ïîëàãàÿ, ÷òî χm=103, ïî
ôîðìóëå (3) â ñîîòâåòñòâèè ñ (2) è (1) äëÿ ω=109 ïî-
ëó÷èì [4, ñ. 244]:
6 6
9 9 7
3
1 10 10
'' 10 10 4 10
36 4 4
1
sin arctg1 10 .
2
K − −
= ⋅ ⋅ π ⋅ + × π
× ≈
Çíà÷åíèå '',K íàðÿäó ñ äëèíîé ïóòè z, ïðîéäåí-
íîãî âîëíîé â ìàòåðèàëå, ÿâëÿåòñÿ, êàê èçâåñòíî, ïî-
êàçàòåëåì ñòåïåíè ìíîæèòåëÿ îñëàáëåíèÿ â ôîðìó-
ëå äëÿ ïëîòíîñòè ïîòîêà ýíåðãèè â ìàòåðèàëå. Òàêîå
çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà çàòóõàíèÿ â øïèíåëè ìîæåò
îáåñïå÷èòü îñëàáëåíèå â å ðàç ýëåêòðîìàãíèòíîãî
ïîëÿ, îïðåäåëÿåìîå ìíîæèòåëåì exp( K z′′− ), äàæå ïðè
òîëùèíå ïîêðûòèÿ, ðàâíîé 1,0 ìì, çà ñ÷åò ïîòåðü ýíåð-
ãèè ïîëÿ íà ïåðåìàãíè÷èâàíèå äîìåíîâ øïèíåëè.
Íî íå ìåíåå ñóùåñòâåííûì îêàçûâàåòñÿ è îñëàá-
ëåíèå ïîëÿ â øïèíåëè çà ñ÷åò îìè÷åñêèõ ïîòåðü íà
âèõðåâûå òîêè â ñâÿçè ñ âûñîêîé êîíöåíòðàöèåé è
ïîäâèæíîñòüþ (10�102 ì2/(·ñì)) íîñèòåëåé çàðÿ-
äîâ â øïèíåëè, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé âûñîêîé
óäåëüíîé ýëåêòðè÷åñêîé ïðîâîäèìîñòè ýòîãî ìàòå-
ðèàëà.
Ñòðóêòóðà ôåððîìàãíèòíûõ íàïîëíèòåëåé ðàñ-
ñìàòðèâàåìîãî òèïà îïðåäåëÿåò, êàê èçâåñòíî, èõ
âàæíûå ñâîéñòâà.
Ñèíòåç ñîåäèíåíèé, èìåþùèõ ðàçíîâàëåíòíûå
êàòèîíû â îêòàýäðè÷åñêèõ ïîäðåøåòêàõ ýëåìåíòàð-
íîé ÿ÷åéêè, îáåñïå÷èâàåò ïîëó÷åíèå íàïîëíèòåëåé
ñ óäåëüíîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòüþ, ðàâíîé 102 Ñì/ñì
è áîëåå. Ýòî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü áàëëàñòíûå ïîêðû-
òèÿ ñ òðåáóåìûìè ñâîéñòâàìè äàæå ïðè 30%-íîì
íàïîëíåíèè ñâÿçóþùåé îñíîâû, íàïðèìåð ïîëèìåð-
íîé, à òàêæå ïîêðûòèÿ ñ êîýôôèöèåíòîì ïðîõîæäå-
íèÿ âîëíû �10 äÁ/ìì è ìåíåå.
Òðåáóåìûå ïîëóïðîâîäíèêîâûå âûñîêî÷àñòîòíûå
ñâîéñòâà ýòèõ ôåððîìàãíèòíûõ íåìåòàëëîâ îïðåäå-
ëÿþòñÿ îñîáåííîñòÿìè êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû,
ðåàëèçóåìîé â ïðîöåññå ñèíòåçà. Øïèíåëü NiCo2O4
êðèñòàëëèçóåòñÿ â êóáè÷åñêóþ ñòðóêòóðó, õàðàêòå-
ðèçóåìóþ ïëîòíîé óïàêîâêîé èîíîâ � àíèîíîâ êèñ-
ëîðîäà Î2� ñ äâóõâàëåíòíûìè è òðåõâàëåíòíûìè êà-
òèîíàìè, ðàñïðåäåëåííûìè â òåòðàýäðè÷åñêèõ è îê-
òàýäðè÷åñêèõ ïîäðåøåòêàõ â çàâèñèìîñòè îò ðåæè-
ìà òåõíîëîãèè ñèíòåçà ñòðóêòóðû.
Øïèíåëü ñ ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííîé ñòðóêòóðîé
(íîðìàëüíàÿ) îòíîñèòñÿ, êàê èçâåñòíî, ê ìàãíèòíûì
äèýëåêòðèêàì. Òàêèå ôåððîìàãíåòèêè ïðè òåìïåðà-
òóðå 300 K èìåþò âåñüìà íèçêóþ óäåëüíóþ ýëåêòðî-
ïðîâîäíîñòü, ðàâíóþ 10�7�10�5 Ñì/ñì. Øïèíåëü, ó
êîòîðîé â ðåçóëüòàòå ñèíòåçà 8 äâóõâàëåíòíûõ êàòè-
îíîâ (Ni) çàíèìàþò èñêëþ÷èòåëüíî îêòàýäðè÷åñêèå
ïîëîæåíèÿ, à 16 òðåõâàëåíòíûõ êàòèîíîâ (Ñî) ðàñ-
ïîëîæåíû íàïîëîâèíó â òåòðàýäðè÷åñêèõ, íàïîëî-
âèíó â îêòàýäðè÷åñêèõ ïîäðåøåòêàõ, èìååò óäåëü-
íóþ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü (ïðè 300 Ê) 10�102 Ñì/ñì.
Òàêèå ôåððèòû-øïèíåëè ÿâëÿþòñÿ, êàê èçâåñòíî,
ìàãíèòíûìè ïîëóïðîâîäíèêàìè, àêòèâíî äèññèïè-
ðóþùèìè ýíåðãèþ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ.
 ïðîöåññå ñèíòåçà êîíå÷íûé ðåçóëüòàò ðàçëîæå-
íèÿ ãîìîãåííîé ñìåñè ãèäðîîêñèäîâ Ni(OH)2 è
Co(OH)2 â òèãëå ìóôåëüíîé ïå÷è è îáðàçîâàíèÿ îá-
ðàùåííîãî ñîåäèíåíèÿ NiCo2O4 â ïðèñóòñòâèè âîñ-
ñòàíîâèòåëÿ-óãëåðîäà çàâèñèò îò óñëîâèé ïðîòåêà-
íèÿ ïðîöåññà � ïðåäåëüíîé òåìïåðàòóðû íàãðåâà,
ñêîðîñòè íàðàùèâàíèÿ òåìïåðàòóðû è ðåæèìà
îõëàæäåíèÿ ïðîäóêòà ñèíòåçà. Ïðè ýòîì ÷åì âûøå ñòå-
ïåíü îáðàùåííîñòè øïèíåëè, òåì âûøå åå ýëåêòðî-
ïðîâîäíîñòü, ÷òî îñîáåííî âàæíî ïðè ïðèìåíåíèè
åå â êà÷åñòâå íàïîëíèòåëÿ ðàäèîìàòåðèàëîâ, ò. å. ïðè
âçàèìîäåéñòâèè ñ ýëåêòðîìàãíèòíûìè ïîëÿìè çàðà-
íåå íåèçâåñòíîé, â òîì ÷èñëå ìàëîé, èíòåíñèâíîñòè.
Ïðè âçàèìîäåéñòâèè øïèíåëè ñ ýëåêòðîìàãíèò-
íûì ïîëåì ðåàëèçóåòñÿ ñèëüíàÿ íàïðàâëåííàÿ â ïðî-
ñòðàíñòâå êîâàëåíòíàÿ ñâÿçü ìåæäó áëèçêî ðàñïîëî-
æåííûìè ðàçíîâàëåíòíûìè êàòèîíàìè. Â ðåçóëüòà-
òå ïåðåñêîêîâ íîñèòåëåé òîêà ìåæäó ðàçíîâàëåíò-
íûìè êàòèîíàìè, à òàêæå çà ñ÷åò ðåçîíàíñíîãî è ðå-
ëàêñàöèîííîãî ñìåùåíèÿ ãðàíèö ìàãíèòíûõ äîìå-
íîâ è âðàùåíèÿ ñïèíîâ âíóòðè äîìåíîâ, óðîâåíü
ýíåðãèè àêòèâàöèè òàêîé øïèíåëè ñîñòàâëÿåò îêîëî
0,1 ýÂ. Âñå ýòî îáóñëîâëèâàåò ìàëîå âðåìÿ ðåëàêñà-
öèè ìàòåðèàëà, êîòîðîå îêàçûâàåòñÿ ñîèçìåðèìûì
ñ ïåðèîäîì êîëåáàíèé ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ, âîç-
äåéñòâóþùåãî íà ñðåäó êîìïîçèòíîãî ìàòåðèàëà ñ
íàïîëíèòåëåì-øïèíåëüþ. Òåì ñàìûì äîñòèãàåòñÿ
ïðèåìëåìàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ðàäèîìàòåðèàëîâ
íà ñâåðõâûñîêèõ ÷àñòîòàõ.
Íàëè÷èå â øïèíåëè ðàçíîèìåííûõ êàòèîíîâ, à
òàêæå íàëè÷èå ðàçíîóäàëåííûõ êàòèîíîâ, ðàñïîëà-
ãàþùèõñÿ â îêòàýäðè÷åñêîé ïîäðåøåòêå (èç-çà èç-
áûòêà êîëè÷åñòâà êàòèîííûõ âàêàíñèé, ðàçìåùàþ-
ùèõñÿ â øïèíåëè â ðåçóëüòàòå ñèíòåçà) � âñå ýòî
ñïîñîáñòâóåò ðàñøèðåíèþ ïîëîñû ÷àñòîò ýëåêòðî-
ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ýôôåêòèâíî äèññèïèðóåìîãî â òà-
êèõ ìàòåðèàëàõ. Çàìåòèì, ÷òî øèðîêîïîëîñíîñòü íà-
ïîëíèòåëÿ ÿâëÿåòñÿ óñëîâèåì øèðîêîïîëîñíîñòè ðà-
äèîìàòåðèàëîâ äëÿ ïîêðûòèé.
Íàêîíåö, åùå îäíî ïîëåçíîå ñâîéñòâî îáíàðóæè-
âàþò øïèíåëè � øèðîêîäèàïàçîííîñòü (äèíàìè÷å-
ãäå Im �
ε0(µ0) �
çíàê ìíèìîé ÷àñòè êîìïëåêñíîãî ÷èñëà;
äèýëåêòðè÷åñêàÿ (ìàãíèòíàÿ) ïðîíèöàåìîñòü âàêóóìà.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5
63
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
ñêàÿ) çà ñ÷åò èõ íåçîííîé (íåíàñûùàåìîé) ïîëóïðî-
âîäíèêîâîé ïðîâîäèìîñòè.
Òàêèì îáðàçîì, ïðèìåíåíèå øïèíåëåé â êà÷åñòâå
íàïîëíèòåëåé äëÿ ðàäèîìàòåðèàëîâ îáåñïå÷èâàåò
âûñîêóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü, òðåáóåìóþ âûñîêóþ
ýëåêòðîïðîâîäíîñòü, øèðîêîïîëîñíîñòü è áîëüøîé
äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí � õàðàêòåðèñòèêè, íå÷àñ-
òî âñòðå÷àþùèåñÿ îäíîâðåìåííî â îäíîì îêñèäíîì
ñîåäèíåíèè.
Îòìåòèì òàêæå, ÷òî óäåëüíàÿ ýëåêòðîïðîâîä-
íîñòü îáñóæäàåìîãî íàïîëíèòåëÿ çàâèñèò íå òîëü-
êî îò ñòåïåíè îáðàùåííîñòè îêñèäíîãî ñîåäèíåíèÿ,
íî è îò âåëè÷èíû åãî óäåëüíîé ïîâåðõíîñòè, êîòî-
ðàÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà ðàçìåðó åãî ÷àñòèö
(îáû÷íî 6~ 2 10 ìr −⋅ è ìåíåå).
Òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ íèêåëü-êîáàëüòîâîãî îê-
ñèäà NiCo2O4=Ni2+Co2
3+O4 ñîñòîèò â ñïåêàíèè âî
âðàùàþùåìñÿ ðåàêòîðå ãèäðîîêèñåé íèêåëÿ è êî-
áàëüòà â ïðèñóòñòâèè êèñëîðîäà âîçäóõà. Âðàùåíèå
ðåàêòîðà ñïîñîáñòâóåò èíòåíñèâíîìó è ãîìîãåííî-
ìó ðàçëîæåíèþ ýòèõ ãèäðîîêèñåé è óëó÷øåíèþ óñ-
ëîâèé âçàèìîäåéñòâèÿ àòîìîâ íèêåëÿ, êîáàëüòà è
êèñëîðîäà ïðè îáðàçîâàíèè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåò-
êè øïèíåëè.
Îáåñïå÷åíèå ñòåõèîìåòðèè ïî êàòèîíàì íèêåëÿ
è êîáàëüòà îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè ýòîì ñòðîãèì âåñî-
âûì ñîîòíîøåíèåì ìåæäó çàãðóæàåìûìè â ðåàêòîð
ïîðîøêîîáðàçíûìè ãèäðîîêèñÿìè íèêåëÿ è êîáàëü-
òà. Ðåãóëèðîâàíèå ñòåõèîìåòðèè øïèíåëè ïî êèñëî-
ðîäó îñóùåñòâëÿåòñÿ äîçèðîâàííûì ïðèìåíåíèåì
óãëåðîäà, çàãðóæàåìîãî â ðåàêòîð â ñìåñè ñ ãèäðî-
îêñèäàìè äî åãî íàãðåâà [4, ñ. 274].
Ðåãóëèðîâàíèå äèñïåðñíîñòè ñèíòåçèðóåìîãî
íàïîëíèòåëÿ ïóòåì èçìåíåíèÿ ìàêñèìàëüíîãî çíà-
÷åíèÿ òåìïåðàòóðû òåðìîõèìè÷åñêîé ðåàêöèè ñïî-
ñîáñòâóåò ðåãóëèðîâàíèþ ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ íàïîë-
íèòåëÿ, à ñëåäîâàòåëüíî, ñïîñîáñòâóåò ðåøåíèþ çà-
äà÷ ñîãëàñîâàíèÿ âîëíîâûõ ñîïðîòèâëåíèé íà ãðà-
íèöå ðàçäåëà ðàäèîìàòåðèàëà è âîçäóøíîé ñðåäû.
 ïðîöåññå ýêñïåðèìåíòàëüíîé îòðàáîòêè òåõíî-
ëîãèè ñèíòåçà øïèíåëè êîìïîíåíòû � ãèäðîêñèäû
íèêåëÿ è êîáàëüòà áðàëèñü ñ ó÷åòîì ìîëÿðíîé ìàñ-
ñû â ñîîòíîøåíèè 1:2. Äëÿ ëó÷øåãî âûìåøèâàíèÿ
ñìåñè êîìïîíåíòû ïðåâàðèòåëüíî ñóøèëèñü ïðè òåì-
ïåðàòóðå 150îÑ. Íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà ñèíòåçà
âàðüèðîâàëàñü îò 300îÑ ïóòåì íàðàùèâàíèÿ íà 25�
50îÑ â ïðîöåññå ïîèñêà îïòèìàëüíîãî åå çíà÷åíèÿ.
Ôàçîâûé ñîñòàâ ïðîäóêòà (îáðàçîâàíèå îáðàùåí-
íîé øïèíåëè NiCo2O4) êîíòðîëèðîâàëñÿ ìåòîäîì
ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêòîìåòðèè ñ ïîìîùüþ äèôðàê-
òîìåòðà ÓÌ-1.
Êîíòðîëü ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ñèíòåçèðîâàííî-
ãî ïðîäóêòà îñóùåñòâëÿëñÿ ïðè òåìïåðàòóðå 20îÑ ñ
ïðèìåíåíèåì ïðåññîâàíèÿ â äèýëåêòðè÷åñêîé ïðåññ-
ôîðìå ïóòåì ñæàòèÿ ïîðîøêà ñ ìàêñèìàëüíûì äàâ-
ëåíèåì 125 êãñ/ñì2 äî ìîìåíòà ïðåêðàùåíèÿ èçìå-
íåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ, èçìåðÿåìîãî ýëåêòðîííûì
îììåòðîì Ù-300. Ñðàâíåíèå óðîâíåé ýëåêòðîïðî-
âîäíîñòè îáðàçöîâ îñóùåñòâëÿëîñü ïðè îäèíàêîâîé
ìàññå èõ íàâåñîê.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé
ïàðàìåòðîâ ðàäèîìàòåðèàëîâ ñî øïèíåëüþ â êà÷å-
ñòâå íàïîëíèòåëÿ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 1�4.
Èç ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 1 è 2 çàâèñèìîñòåé
âèäíî, ÷òî ïðè ìàññîâîé êîíöåíòðàöèè íàïîëíèòå-
ëÿ q=0,4�0,3 îòí. åä. ïðîÿâëÿåòñÿ ïåðêîëÿöèîííûé
ýôôåêò óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ ýëåêòðîïðî-
âîäíîñòè σ. Ïðè ýòîì óìåíüøàåòñÿ êîýôôèöèåíò îò-
ðàæåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé îò ïîâåðõíî-
ñòè ðàäèîìàòåðèàëà Êî çà ñ÷åò óëó÷øåíèÿ óñëîâèé
ñîãëàñîâàíèÿ âîëíîâûõ ñîïðîòèâëåíèé.
Çàâèñèìîñòè íà ðèñ. 3 è 4 ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè
ïðèìåíåíèè øïèíåëè â ñîñòàâå ìíîãîñëîéíûõ ðà-
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ îò êîëè÷å-
ñòâà ñëîåâ ðàäèîìàòåðèàëîâ íà ìåòàêàîëèíîâîé (à), êðåì-
íèéîðãàíîñèëîêñàíîâîé (á) è òåðìîýëàñòîïëàñòîâîé (â)
îñíîâå:
- - - âåðõíÿÿ ãðàíèöà îæèäàåìûõ çíà÷åíèé ðàññ÷èòàííîãî Êî;
��� ôàêòè÷åñêèå çíà÷åíèÿ Êî, èçìåðåííûå ñ ïîìîùüþ ïàíîðàì-
íîãî èçìåðèòåëÿ Ð2-56
Êî
0,6
0,4
0,2
0 2 4 6 8 10 ï
à
á
â
f=2,45·109 Ãö
á
≈
Êî
0,35
0,25
0,15
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
σ/σmaxà
0 0,2 0,4 0,6 q, îòí. åä
Ðèñ. 1. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà
îòðàæåíèÿ (à) è óäåëüíîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè (á) ðàäèî-
ìàòåðèàëà íà ïîëèìåðíîé (òåðìîýëàñòîïëàñòîâîé) îñíîâå
îò êîíöåíòðàöèè íàïîëíèòåëÿ
Êî
0,4
0,2
0 0,1 0,2 0,3 q, îòí. åä.
à
á
Ðèñ. 2. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà
îòðàæåíèÿ ðàäèîìàòåðèàëà íà ìåòàêàîëèíîâîé îñíîâå
îò êîíöåíòðàöèè íàïîëíèòåëÿ:
à � äî îáæèãà îáðàçöà; á � ïîñëå îáæèãà ïðè òåìïåðàòóðå 750°Ñ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 5
64
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
äèîìàòåðèàëîâ êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ ïîëÿ óìåíü-
øàåòñÿ ïðè óâåëè÷åíèè êîëè÷åñòâà ñëîåâ ï ñ ãðàäè-
åíòîì êîíöåíòðàöèè íàïîëíèòåëÿ, à òàêæå ñ óâåëè-
÷åíèåì ÷àñòîòû êîëåáàíèé ïîëÿ f.
***
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî îêñè-
äû ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ ñî ñòðóêòóðîé øïèíåëè îá-
ðàùåííîãî òèïà, ñèíòåçèðîâàííûå ïóòåì òåðìîõè-
ìè÷åñêîé ðåàêöèè âîññòàíîâëåíèÿ â óãëåðîäíîé ñðå-
äå, èìåþò ïðèåìëåìûå ýëåêòðîìàãíèòíûå ñâîéñòâà
è ïðèìåíèìû â êà÷åñòâå íàïîëíèòåëåé ðàäèîìàòå-
ðèàëîâ-êîìïîçèòîâ â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò.
Âàðüèðîâàíèå òåìïåðàòóðíûõ è âðåìåííûõ ïàðà-
ìåòðîâ ñèíòåçà ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ñ âûñîêîé ïðî-
èçâîäèòåëüíîñòüþ íàïîëíèòåëè, îòëè÷àþùèåñÿ äèñ-
ïåðñíîñòüþ, ìàãíèòíûìè è ýëåêòðîïðîâîäÿùèìè
ñâîéñòâàìè. Ýòî ñïîñîáñòâóåò óïðîùåíèþ, êàê ïðà-
âèëî, ñëîæíîãî ïðîöåññà ñîãëàñîâàíèÿ âîëíîâûõ
ñîïðîòèâëåíèé íà ãðàíèöå ðàçäåëà ñðåä âîçäóõà è
êîìïîçèòà.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Äåìüÿí÷óê Á. À., Ïîëèùóê Â. Å. Ìàòåðèàëû äëÿ ïðåîáðà-
çîâàíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè â òåïëîâóþ: òðåáîâàíèÿ, òåõ-
íîëîãèÿ // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðà-
òóðå (ÒÊÝÀ).� 2006.� ¹ 5.� Ñ. 31�35.
2. Ôèçè÷åñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ. Ò. 2. / Ïîä ðåä. À. Ì. Ïðîõîðî-
âà.� Ì.: Ñîâ. ýíöèêëîïåäèÿ, 1990.
3. Õèïïåëü À. Ð. Äèýëåêòðèêè è âîëíû.� Ì.: Èçä-âî èíîñòð.
ëèòåð., 1960.
4. Äåìüÿí÷óê Á. À. Ïðèíöèïû è ïðèìåíåíèÿ ìèêðîâîëíîâî-
ãî íàãðåâà.� Îäåññà: ×åðíîìîðüå, 2004.
Êî
0,15
0,10
0,05
0 4 8 12 16 f, ÃÃö
à
á
â
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ îò ÷àñòîòû
êîëåáàíèé ïîëÿ äëÿ ðàäèîìàòåðèàëîâ íà ðàçëè÷íîé îñíî-
âå (à, á, â � ñì. íà ðèñ. 3, èçìåðèòåëè Ð2-56, -61, -67)
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Çåëêèí Å. Ã. Ðåøåíèå äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé â ÷àñòíûõ ïðîèçâîä-
íûõ ýëëèïòè÷åñêîãî òèïà ïðèìåíèòåëüíî ê çàäà÷àì òåîðèè ýëåêòðîìàãíèò-
íîãî ïîëÿ.� Ì.: ÑÀÉÍÑ-ÏÐÅÑÑ, 2006.� 80 ñ.
Ðàññìîòðåí ìåòîä ðåøåíèÿ äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé â ÷àñòíûõ ïðîèçâîä-
íûõ ýëëèïòè÷åñêîãî âèäà íà îñíîâå èõ ðàñùåïëåíèÿ íà ñîâìåñòíóþ ñèñòåìó äâóõ
îáûêíîâåííûõ äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé, ãäå P(x, y)+Q(x, y)=f(x, y); îïðå-
äåëåíû ôóíêöèè P è Q, îáåñïå÷èâàþùèå ñîâìåñòíîñòü ñèñòåìû è óñëîâèÿ ïðåîá-
ðàçîâàíèÿ èññëåäóåìîãî óðàâíåíèÿ â ýêâèâàëåíòíîå åìó îáûêíîâåííîå äèôôåðåí-
öèàëüíîå óðàâíåíèå îäíîãî ïåðåìåííîãî. Óñòàíîâëåíû ñâîéñòâà èíòåãðèðóþùèõ
ìíîæèòåëåé óðàâíåíèÿ è èõ ñâÿçè ñ ðåøåíèåì èññëåäóåìîãî óðàâíåíèÿ. Èññëåäîâà-
íû óðàâíåíèÿ âèäà c ïàðàìåòðîì ó è óñòàíîâëåíû ñâîéñòâà ð è q, ïðè êîòîðûõ ýòî
óðàâíåíèå ïðåîáðàçóåòñÿ â óðàâíåíèå îäíîãî ïåðåìåííîãî áåç ïàðàìåòðà.
Ðåçóëüòàòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè ðåøåíèè øèðîêîãî êëàññà çàäà÷ ýëåê-
òðîäèíàìèêè, àêóñòèêè è â äðóãèõ ðàçäåëàõ ñîâðåìåííîé ôèçèêè.
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Êàðäàøåâ Ã. À. Âèðòóàëüíàÿ ýëåêòðîíèêà: êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå
àíàëîãîâûõ óñòðîéñòâ.� Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ�Òåëåêîì, 2007.� 260 ñ.
Äàåòñÿ ââåäåíèå â ñõåìîòåõíè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå àíàëîãîâûõ ýëåêòðîííûõ
óñòðîéñòâ íà êîìïüþòåðå. Ìîäåëèðîâàíèå âûïîëíÿåòñÿ áåç ôîðìóë íà ÿçûêå ñõåì è
ãðàôèêîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì íàèáîëåå ïðîñòûõ è ïîïóëÿðíûõ ïðîãðàìì è Micro-
Cap. Ïîäðîáíî ðàññìàòðèâàåòñÿ ìåòîäèêà êîìïüþòåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ áîëåå
150 ïðîñòåéøèõ ñõåì è ïðèâîäÿòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèå ðåçóëüòàòû â âèäå screen
shot (ýêðàííûõ ñíèìêîâ). Èçëîæåíèå ñîïðîâîæäàåòñÿ íåîáõîäèìûìè ñîâåòàìè
ïî ïðèìåíåíèþ ïðîãðàìì. Ïîÿñíÿåòñÿ ñìûñë èñïîëüçóåìûõ íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõ
òåðìèíîâ è ïðèâîäÿòñÿ êîðîòêèå ýòèìîëîãè÷åñêèå è èñòîðè÷åñêèå ñïðàâêè. Ðàç-
áèðàþòñÿ ïàðàäîêñû, âîçíèêàþùèå ïðè ìîäåëèðîâàíèè ðåàëüíûõ óñòðîéñòâ. Ðàñ-
ñìàòðèâàåòñÿ êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå ðÿäà àíàëîãîâûõ óñòðîéñòâ, êîòîðûå
ìîãóò áûòü èçãîòîâëåíû ñàìîñòîÿòåëüíî èç ýëåêòðîííûõ íàáîðîâ è ìîäóëåé êîì-
ïëåêòîâ «Ìàñòåð ÊÈÒ».
Äëÿ øèðîêîãî êðóãà ÷èòàòåëåé.
|