Разработка неразрушающего метода контроля дефектности ферритовой керамики на основе температурных зависимостей начальной магнитной проницаемости

Петрова, Анна Борисовна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

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

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету