[1]Изобретение относится к радиоэлектронной технике и касается создания магнитомягких гексаферритовых материалов с малыми потерями и хорошей термостабильностью для высокочастотных индуктивных элементов и других устройств дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн в современном и перспективном приборостроении.
[2]К магнитомягким материалам относятся гексаферриты с плоскостью легкого намагничивания, перпендикулярной кристаллографической оси - С. Благодаря строению кристаллической решетки эти материалы имеют большую частоту естественного ферромагнитного резонанса, чем у феррошпинелей с кубической решеткой с той же величиной начальной магнитной проницаемости. Кроме того, такие гексаферриты сохраняют величину магнитной проницаемости до частот 1000-3000 МГц. В связи с этим они являются более перспективными материалами по сравнению с феррошпинелями для использования на частотах выше 300 МГц.
[3]К настоящему времени в мире накоплен значительный опыт по производству и применению высокочастотных никель-цинковых магнитомягких ферритов и мало уделено внимания на разработку гексаферритов как высокочастотного магнитомягкого материала.
[4]Основными характеристиками магнитомягких материалов являются:
[5]- μн - заданная величина начальной магнитной проницаемости;
[6]- μ - магнитная проницаемость на рабочей частоте - f;
[7]- tgδμ - тангенс угла магнитных потерь на рабочей частоте f;
[8]- αμн - относительный температурный коэффициент начальной проницаемости в интервале температур, равный 
(1/град.).
[9]В настоящее время как в России, так и за рубежом почти отсутствуют магнитомягкие материалы для высоких частот f>300 МГц, обладающие удовлетворительными характеристиками.
[10]Широко распространен магнитомягкий материал на основе никель-цинковой шпинели - марки 9 ВН с начальной магнитной проницаемостью 
, с низкими магнитными потерями на частоте f=200 МГц (tgδμ=0,012) и малой величиной относительного температурного коэффициента в положительной области температур (+20…+85°C) αμн=45⋅10-6 1/°C. Этот материал применяется на частоте не выше 250 МГц. С увеличением частоты его проницаемость резко падает, a tgδμ значительно возрастет.
[11]Известен магнитомягкий ферритовый материал с гексагональной кристаллической структурой (авт. свидетельство №354477), содержащий в своем составе, вес.%:
[12]| Оксид бария (ВаО) | 18,1÷18,2 |
| Оксид кобальта (СоО) | 6,5÷7,1 |
| Оксид циркония (ZrO) | 1,0÷2,0 |
| Оксид железа (Fe2O3) | остальное, |
[13]с начальной магнитной проницаемостью μн=9±1, с малым значением тангенса магнитных потерь на частоте f=400 МГц - tgδμ=0,04÷0,05, но довольно высоким температурным коэффициентом уже на частоте 400 МГц.
[14]Известен также ферритовый материал для высокочастотного применения (авт. свидетельство №387443), содержащий, вес.%:
[15]| Оксид бария (ВаО) | 18,2÷18,3 |
| Оксид кобальта (СоО) | 8,2÷9,5 |
| Оксид титана (TiO2) | 2,4÷3,8 |
| Оксид железа (Fe2O3) | остальное, |
[16]с низким значением tgδμ≤0,09 на частоте 1000 МГц и малой величиной температурного коэффициента αμн~400⋅10-6 1/°C, но обладающий низкой величиной начальной магнитной проницаемости - μн~3,0.
[17]Сравнительные характеристики рассмотренных аналогов приведены в таблице 1.
[18]
[19]* в интервале +20…+85°С
[20]Под номером 4 даны свойства заявляемого материала. Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является ферритовый материал по авторскому свидетельству №387443, взятый в качестве прототипа.
[21]Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении магнитомягкого гексаферритового материала с повышенным значением начальной магнитной проницаемости (по сравнению с прототипом) μн до 10±2, при малых магнитных потерях на частоте 1000 МГц tgδμ≤0,08 и улучшенной термостабильностью αμн≤350⋅10-6 при сохранении высокой рабочей температуры до 300°С.
[22]Для достижения технического результата предлагается ферритовый материал, который содержит в качестве базового состава оксиды Ba, Co, Ti и Fe, отличающийся тем, что он взят при ином соотношении компонентов, вес. %:
[23]| Оксид бария (BaO) | 18,21÷18,23 |
| Оксид кобальта (CoO) | 5,95÷7,45 |
| Оксид титана (TiO2) | 0,10÷1,60 |
| Оксид железа (Fe2O3) | остальное |
[24]Предлагаемый ферритовый материал получают по следующей технологии.
[25]Исходные компоненты, взятые в необходимых соотношениях, перемешиваются в вибромельнице со стальными шарами в течение трех часов. Однородная смесь синтезируется при температуре 1220-1260°C в течение 4-6 часов на воздухе. Полученный ферритовый порошок подвергается помолу по режиму, описанному выше. После введения 10% раствора поливинилового спирта в количестве 12-15% от веса порошка прессуются образцы при давлении 1,5÷2,0 т/см2. Просушенные образцы обжигаются в кислородной атмосфере при температуре 1180-1280°C в течение 4-10 часов.
[26]На спеченных образцах определялись следующие параметры: кажущаяся плотность, начальная магнитная проницаемость, относительный температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости, магнитная проницаемость и тангенс угла магнитных потерь на частоте 200 и 1000 МГц, по стандартным методикам МЭК.
[27]Примеры получения ферритовых материалов, их химический состав и магнитные свойства приведены в таблице 2.
[28]
[29]В примерах №1, 2, 3, 4, 5 даны химические составы в пределах заявленных процентных соотношений и соответствующие им параметры, полученные в результате испытаний по стандартным методикам.
[30]Пример №6. Увеличение содержания CoO и TiO2 по сравнению с заявленными пределами приводит к снижению магнитной проницаемости.
[31]Пример №7. Уменьшение содержания CoO и TiO2 по сравнению с заявленными пределами приводит к росту магнитной проницаемости и магнитных потерь - tgδμ.
[32]Пример №8. Увеличение содержания BaO по сравнению с заявленными пределами приводит к образованию посторонних фаз, таких как BaFe2O4, BaFe12O19, что ухудшает основные магнитные параметры. Наблюдается снижение μн и рост tgδμ, αμн.
[33]Пример №9. Уменьшение содержания BaO по сравнению с заявленными пределами приводит также к образованию фаз посторонних соединений, например (CoTi) Fe2O4 и αFe2O3, что сказывается на ухудшении всех параметров.
[34]Создание магнитомягких материалов с малыми потерями, с хорошей термостабильностью и начальной проницаемостью от 8 до 12, сохраняющих это значение до 1000 МГц, является перспективным при создании ряда гексаферритовых материалов для дециметрового и сантиметрового диапазонов частот.
