![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/work/work-img.png)
Разработка неразрушающего метода контроля дефектности ферритовой керамики на основе температурных зависимостей начальной магнитной проницаемости
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………… 4
Глава 1 Анализ методов контроля дефектности ферритовой керамики,
основанных на измерении магнитных свойств материала ………………………….. 13
1.1 Ферриты: типы, виды и область применения …………………………………………… 13
1.2 Влияние дефектов структуры и механической нагрузки на
электромагнитные свойства ферритов ………………………………………………………….. 15
1.3 Обзор моделей процессов перемагничивания в поликристаллических
ферритах ……………………………………………………………………………………………………… 22
1.4 Методы оценки и контроля дефектности ферритовой керамики,
основанные на измерении магнитных свойств материала……………………………… 31
1.5 Состояние вопроса и задачи исследования ……………………………………………… 36
1.6 Выводы по Главе 1 …………………………………………………………………………………. 38
Глава 2 Методика проведения эксперимента ………………………………………………. 39
2.1 Методика подготовки образцов ферритовой керамики ……………………………. 39
2.2 Методика измерения комплексной магнитной проницаемости ………………… 40
2.3 Методика измерения температурных зависимостей начальной магнитной
проницаемости литий-титан-цинковой ферритовой керамики ………………………. 42
2.4 Методика измерения параметров петли гистерезиса ……………………………….. 46
2.5 Методика рентгенофазового анализа ………………………………………………………. 47
2.6 Выводы по Главе 2 …………………………………………………………………………………. 49
Глава 3 Разработка метода оценки дефектного состояния литий-титан-
цинковой ферритовой керамики с использованием температурных
зависимостей начальной магнитной проницаемости …………………………………… 50
3.1 Аналитическое описание температурного хода начальной магнитной
проницаемости …………………………………………………………………………………………….. 50
3.2 Вывод феноменологического выражения с явной зависимостью
начальной магнитной проницаемости от температуры …………………………………. 52
3.3 Зависимость формы кривой температурной зависимости начальной
магнитной проницаемости от параметров аналитического выражения ………….. 56
3.4 Методика математической обработки температурных зависимостей
начальной магнитной проницаемости ………………………………………………………….. 61
3.5 Выводы по Главе 3 …………………………………………………………………………………. 67
Глава 4 Экспериментальное апробирование метода оценки дефектного
состояния литий-титан-цинковой ферритовой керамики……………………………. 68
4.1 Исследование влияния режимов спекания на микроструктуру,
магнитные свойства и дефектность ферритовой керамики ……………………………. 68
4.2 Исследование влияния диамагнитной добавки оксида алюминия на
микроструктуру, магнитные свойства и дефектность ферритовой керамики …. 78
4.3 Исследование влияния внешней механической нагрузки на параметры
температурной зависимости начальной магнитной проницаемости и
дефектности ферритовой керамики ………………………………………………………………. 90
4.4 Сравнение методов контроля дефектности ферритовой керамики …………. 102
4.5 Выводы по Главе 4 ……………………………………………………………………………….. 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………… 108
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ………………………… 109
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………………. 110
ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТ ВНЕДРЕНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ТПУ …………… 127
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ОБРАЗЦОВ ФЕРРИТОВОЙ КЕРАМИКИ ……………………………………………………… 128
ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ОБРАЗЦОВ ФЕРРИТОВОЙ КЕРАМИКИ ……………………………………………………… 129
Актуальность темы исследования
Ферриты являются широко распространенными неметаллическими
твердыми магнитными материалами, представляющими собой химические
соединения оксида железа Fe2O3 с оксидами переходных металлов. Одной из
самых обширных областей применения ферритов является разработка и
производство СВЧ техники, современных электронных и радиотехнических
устройств. В настоящее время СВЧ ферриты используются в качестве магнитных
материалов для сердечников бытовой и специальной радиоэлектронной
аппаратуры, фазовращателей, элементов фазированных решеток. Такая
популярность ферритов обусловлена высокими электромагнитными параметрами,
простотой технологии изготовления ферритов, позволяющей получать материалы
с различными заданными параметрами. Однако, не смотря на простую
технологию изготовления, существует достаточно высокая вероятность появления
различного рода дефектов, которые приводят к ухудшению магнитных и
физических характеристик ферритовой керамики.
При производстве изделий из ферритовой керамики используются
косвенные методы контроля структурных нарушений, позволяющие обнаружить
закономерности преобразования дефектности материала и оценивать его
гомогенность. К таковым относятся контроль истинной теплоемкости, начальной
восприимчивости парапроцесса, намагниченности насыщения в интервале
температур включающем точку Кюри.
Однако такие методы трудоемки, избирательны к видам дефектов и
подходят лишь для регистрации магнитных фаз или контроля фазовой
гомогенности в индикаторном режиме, т.е. они не позволяют количественно
оценить размер флуктуаций химического состава и сам состав.
От таких недостатков свободен распространенный в материаловедении
рентгенофазовый метод контроля. Однако он в состоянии обеспечить только
контроль фазового состава объекта. Более того и здесь возникают проблемы при
изучении многокомпонентных материалов и при наборе фаз с одинаковым типом
кристаллической решетки.
В результате проведенных в работе теоретических и экспериментальных
исследований, можно сделать следующие выводы:
1. В качестве индикатора совершенства структуры и уровня ее дефектного
состояния может быть предложена величина максимума зависимости μi(T).
2. Предложен способ измерения и методика математической обработки
температурных зависимостей начальной магнитной проницаемости литий-титан-
цинковой ферритовой керамики. Математическая обработка показала, что
уровень дефектов β/ является наиболее чувствительным параметром по
сравнению с другими параметрами феноменологического выражения для
определения величины немагнитных включений в ферритах.
3. Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния
температурно-временных режимов спекания, диамагнитных добавок и
механических нагрузок на физические и магнитные характеристики, а также
уровень дефектности литий-титан-цинковой ферритовой керамики.
4. Проведено сравнение разработанного метода с традиционными методами
измерения магнитных характеристик. Экспериментально показана высокая
чувствительность и эффективность предложенного в работе метода по
согласованным данным измерений параметров петли магнитного гистерезиса
образцов литий-титан-цинковой ферритовой керамики, а также их истинного
физического уширения рефлекса методом рентгенофазового анализа.
5. Основные результаты исследований отражены в 17 публикациях в
ведущих научных журналах и изданиях, из них 6 статьей в журналах 1-2 квартиля,
индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science, 2 статьи в
рецензируемых изданиях из списка ВАК.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
НМП – начальная магнитная проницаемость;
ОКР – область когерентного рассеяния;
ПВС – поливиниловый спирт;
РФА – рентгенофазовый анализ;
СЭМ – сканирующая электронная микроскопия;
L – индуктивность;
Hc – коэрцитивная сила;
К1- кристаллографическая магнитная анизотропия;
s – константа магнитострикции;
– величина упругих напряжений;
Ms – намагниченность насыщения;
N – величина размагничивающего фактора;
β/α – параметр аналитического выражения, определяющий уровень
дефектности ферритовой керамики;
ТСП – температура спекания;
tСП – время спекания;
δ – истинное физическое уширение;
D – средний размер зерна;
µi – начальная магнитная проницаемость;
µi(T) – температурная зависимость начальной магнитной проницаемости;
µimax – максимальное значение начальной магнитной проницаемости;
r – радиус включений
![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/signup-document.png)
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!