Коллектив кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета (РФФ) Томского государственного университета разработал оригинальную технологию получения ферритовых порошков и многокомпонентных полимерных материалов на их основе. В том числе они синтезировали один из самых сложных магнитных материалов — высокочистый гексаферрит Z-типа. Гексаферриты эффективно поглощают электромагнитное излучение в широком диапазоне частот. Их можно использовать для радиопоглощающих покрытий в авиации, для защиты электроники от помех, в антенной технике и микроэлектронике.
Работа поддержана Программой развития ТГУ в рамках федеральной программы «Приоритет 2030». Руководитель проекта — старший научный сотрудник научной лаборатории терагерцовых исследований РФФ ТГУ Дмитрий Вагнер. Статья, посвященная одному из разрабатываемых функциональных наполнителей для композитов, написана совместно с коллегами из Института химии твердого тела Уральского отделения РАН и опубликована в высокорейтинговом журнале Ceramics International (Q1).
Напомним, что в прошлом году учёные РФФ ТГУ разработали радиопоглощающий композит на основе литий-цинковых ферритов и гексаферрита Y-типа. Сейчас радиофизики применили метод золь-гель горения и получили еще один трудно синтезируемый и высокочистый материал — гексаферрит Z-типа.
Мы разработали оригинальные составы гексаферритов Y- и Z-типов. Ферриты — это соединения оксида железа с оксидами металлов. Они являются ферримагнетиками и обладают спонтанной намагниченностью без воздействия внешнего магнитного поля. Особый интерес представляют планарные гексаферриты (Y- и Z-типов). Их особое кристаллическое строение создаёт сильные поля анизотропии (различие свойств среды — прим.), а это напрямую влияет на то, на каких частотах материал способен поглощать излучение.
— рассказывает инженер кафедры радиоэлектроники РФФ ТГУ Катерина Карева.
Учёные исследовали различные температуры синтеза гексаферрита, чтобы получить чистый материал без примесей. Наиболее чистый состав удалось получить при окончательном обжиге при 1270°C. Сейчас команда производит ферритовый порошок, который можно использовать как самостоятельно, так и в качестве наполнителя для полимерных матриц.
Синтезированный гексаферрит мы применили в изготовлении двух полимерных композитов: неориентированном, когда частицы порошка были перемешаны с полимером хаотично, и магнитно-ориентированном, когда частицы при застывании имели структурную ориентацию. Ориентированные частицы феррита увеличили диапазон поглощения радиоволны. Благодаря этому композит перестаёт быть узким «фильтром» и начинает работать как широкий «глушитель» радиоволн,
— добавляет Катерина Карева.
Результат показал: сам принцип ориентации частиц гексаферрита Z-типа обеспечивает композиту способность эффективно поглощать микроволны.
Разработанные композиты универсальны и подходят для многих отраслей: радиоэлектроника и ВПК (стелс-покрытия для скрытия объектов от радиолокации, фазовращатели, вентили и другие) и микроэлектроника (защита компонентов от электромагнитных помех).
По словам Катерины Каревой, сейчас команда находится в поиске индустриального партнёра, который поможет определить приоритетное направление для внедрения разработки в производство.
Источник: Минобрнауки России
