Разработка составов и технологии изготовления поликристаллических гексаферритов с целью создания свч развязывающих ферритовых устройств коротковолновой части см и мм диапазона длин волн

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 27.06.2014 № 14.575.21.0030 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 3 в период с 01.07.2015 по 31.12.2015 выполнялись следующие работы:

• Разработаны методы получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн по классической керамической технологии.
• Разработаны методы получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн по LTCC-технологии.
• Разработаны методы спекания поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн радиационно-термическим синтезом в пучке быстрых электронов с предварительным синтезом шихты.
• Разработаны методы спекания поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн радиационно-термическим синтезом в пучке быстрых электронов без предварительного синтеза шихты.
• Изготовлены экспериментальные образцы поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн состава BaAl_xFe_12-xO₁₉ и SrAl_xFe_12-xO₁₉, (1.3≤x≤1.8) легированные добавками (СaO, NiO, SiO₄, Mn₂O₃).
• Выполнено материально-техническое обеспечение работ (предоставление технологического оборудования для отработки операций по синтезу ферритовой шихты, спеканию и термическому отжигу поликристаллических гексагональных ферритов)

При этом были получены следующие результаты:

• Разработаны методы получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн по классической керамической технологии.
• Разработаны методы получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн по LTCC-технологии.
• Разработанные методы позволяют достичь уплотнения образцов ниже 900 0C в процессе спекания гексаферритов с добавлением небольшого количества реакционных стекол, которые основаны на Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂-ZnO (BBSZ).
• Использование в LTCC-технологии в операции прессования образцов (таблеток) в магнитном поле позволяет получать анизотропные гексаферриты, прессование без магнитного поля — изотропные гексаферриты.
• 5 Применение в LTCC-технологии метода литья ленты позволяет получать исключительно изотропные образцы.
• Спроектирован и изготовлен стенд для радиационно-термического синтеза гексагональных ферритов воздействием быстрых электронов.
• Разработаны 2 (два) радиационно-термических метода получения поликристаллических гексагональных ферритов:
  • по обычной технологической схеме, включая процесс ферритизации шихты;
  • по короткой технологической схеме, исключая процесс ферритизации шихты.
• Особенностью изготовления анизотропных гексагональных ферритов по классической керамической технологии, LTCC-технологии и технологии РТС является прессование в сильном магнитном поле, приложенном по направлению прессования, что позволяет ориентировать частицы и получать материал с высокой степенью текстуры, а использование различных составов и легирующих добавок в процессе изготовления, позволяет управлять электромагнитными и магнитными свойствами гексагональных ферритов.
• Изготовлены наборы образцов гексаферритов BaAl_xFe_12-xO1₉ и SrAlxFe_12-xO₁₉, полученных по керамической технологии, технологии LTCC и технологии РТС, по 2 штуки каждого состава для каждой технологии.
• Частота ферромагнитного резонанса полученных образцов BaAl_xFe_12-xO₁₉ соответствует частоте 104,6 ГГц. По значению частоты ФМР было рассчитано внутреннее поле кристаллографической анизотропии: Ha(ГБ) = 35 кЭ.
• На основе полученных пластин из гексаферрита стронция изготовлены тестовые макеты ферритовых развязывающих приборов для проверки на работоспособность: наличие развязки и взаимодействие с магнитной системой.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.