РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2002 года по МПК C04B35/00 C04B35/26 C04B35/50 H01B3/12 

Название изобретения: радиопоглощающий материал. Использование: в радиоэлектронной технике при получении материала с высокими диэлектрическими потерями в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне - радиопоглощающего материала. Сущность изобретения: создание материалов с большим значением диэлектрических потерь в СВЧ-диапазоне.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании элементов, поглощающих радиоволны сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона.

Важным фактором при создании элементов радиопоглощения в радиотехнике СВЧ является наличие у материала больших значений действительной части диэлектрической проницаемости ε′ и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ [1] .

Наиболее близким по технической сущности является радиопоглощающий материал на основе твердых растворов титаната стронция SrTiO₃ с сегнетомагнетиками манганитом висмута ВiМnО₃ и хромитом висмута ВiCrО₃ [2]. К недостаткам материала относятся сравнительно низкие значения диэлектрических потерь в СВЧ-диапазоне.

Цель изобретения состоит в создании материалов с большим значением тангенса угла диэлектрических потерь в СВЧ-диапазоне.

Цель достигается тем, что в радиопоглощающем материале на основе феррита висмута BiFеO₃ при замещении висмута на лантан, а железа на марганец достигается большее значение диэлектрических потерь в СВЧ-диапазоне. Изобретение иллюстрируется данными таблицы. Как видно из этой таблицы, при комнатной температуре в системе твердых растворов BiFeО₃-LaMnО₃ значения тангенса угла диэлектрических потерь растут при увеличении содержания LaMnO₃ на всех исследованных частотах. При этом наибольшие потери наблюдаются в образцах с большой концентрацией LаМnО₃. Частотное поведение диэлектрической проницаемости обнаруживает ее уменьшение при росте частоты в каждом из указанных в таблице образцов, т.е. наблюдается дисперсия этой физической константы. Однако величина ε′ в СВЧ-диапазоне сохраняет повышенное значение, характерное для сегнетоэлектриков и не типичное для обычных диэлектриков.

Кроме того, согласно методики измерения, описанной в работах [3, 4], величину ε′ невозможно вычислить из-за больших диэлектрических потерь tgδ, которые в образцах состава 0.2 ВiFеО₃-0.8 LаМnО₃ и 0.1 BiFeO₃- 0.9 LaMnO₃ на всех исследованных частотах, а для образцов состава 0.3 ВiFеО₃-0.7 LаМnО₃ - на частоте 0.5 ГГц принимают величины больше 1, т.к. это значение является верхним максимальным пределом измерения tgδ по данной методике. Поэтому в таблице этим значениям ε′ соответствуют прочерки.

Методика получения радиопоглощающего материала заключается в том, что включает в себя смешивание оксида висмута Вi₂O₃, оксида железа Fе₂O₃ и дополнительного компонента LаМnО₃, обжиг смеси на воздухе, формование и спекание при температуре от 800 до 1300^oС в течение нескольких часов в зависимости от химического состава материала, причем температура обжига увеличивается при росте содержания LаМnО₃.

Для измерения действительной части диэлектрической проницаемости ε′ и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ в диапазоне СВЧ использовался резонаторный измеритель параметров сегнетоэлектриков, методика измерений и расчета ε′ и tgδ описана в [3, 4]. Измерения проводят на образцах, изготовленных в виде цилиндров диаметром и высотой 1-2 мм с нанесенными на торцевые поверхности методом вжигания серебросодержащей пасты электродами.

Рентгенофазовый анализ, проведенный на дифрактометре ДРОН-3, показывает, что образцы однофазны и обладают структурой типа перовскита.

Таким образом, согласно изобретению создан материал, обладающий большим поглощением СВЧ-излучения, т.е. новый радиопоглощающий материал.

Источники информации
1. В. М. Петров. Диэлектрические свойства сегнетоэлектриков в диапазоне сверхвысоких частот.// Сб. "Сегнетомагнитные вещества" под ред. д.ф-м.н. Ю. Н. Веневцева и д.ф-м.н. В.Н. Любимова, Москва, "Наука", 1990, с.152-164.

2. В. В. Иванова, В.В. Гагулин, Л.Г. Косяченко. Способ получения радиопоглощающего материала на основе титаната стронция. Заявка на изобретение 95119866/03 РФ, опубликованная 20.11.1997.

3. Б.Н. Швидченко, Н.А Щеткин, С.Н. Сибирцев. Импедансный измеритель температурно-реверсивных характеристик сегнетоэлектриков диапазона 0.5-3.0 ГГц// Метрология и точные измерения, 1976, вып. 12(III), с. 20-23.

4. Н. А. Щеткин, Б.Н. Швидченко. Измерение сегнетоэлектриков на СВЧ.// Измерительная техника, 1974, N8, с.56-57.

Использование: в радиоэлектронной технике при получении материала с высокими диэлектрическими потерями в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне радиопоглощающего материала. Радиопоглощающий материал содержит 0,10-0,70 мольных долей феррита висмута и 0,90-0,30 мольных долей манганита лантана. Полученный материал обладает большим поглощением СВЧ-излучения. 1 табл.

Радиопоглощающий материал, содержащий 0,10-0,70 мольных долей феррита висмута BiFeO₃ и 0,90-0,30 мольных долей манганита лантана LaMnO₃.