Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка составов и технологии изготовления поликристаллических гексаферритов с целью создания СВЧ развязывающих ферритовых устройств коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазона длин волн в микрополосковом исполнении

Докладчик: Костишин Владимир Григорьевич

Должность: Заведующий кафедрой

Цель проекта:
Исследование и разработка комплекса научно-технологических решений, направленных на создание одноосных с высокой степенью магнитной текстуры поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ферритовых развязывающих приборов коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн

Основные планируемые результаты проекта:
Одним из направлений усовершенствования радиолокационных станций (РЛС) с активными фазированными антенными решётками (АФАР) является модульный принцип компоновки систем электронными средствами с минимальными массогабаритными характеристиками, в которых значительную долю составляют унифицированные электронные модули. Миниатюризация СВЧ модулей АФАР диктует поиск путей дальнейшей миниатюризации ферритовых развязывающих приборов, так как массогабаритные параметры ФРП в микрополосковом исполнении в основном определяются магнитной системой. Разработка и в дальнейшем применение одноосных анизотропных поликристаллических ферритовых материалов с высокой воспроизводимостью свойств позволит снизить массогабаритные параметры магнитных систем или исключить их совсем для ФРП в микрополосковом исполнении.
Для получения гексаферритов с высокой степенью текстуры и высокой повторяемостью свойств будут решаться следующие задачи:
1 Разработка оптимальных химических составов гексаферритов со значением поля анизотропии 16-35 кЭ.
2 Достижение минимальных значений тангенса диэлектрических потерь в материале 1*10-3.
3 Оптимизации режимов технологических процессов изготовления гексаферритов.
4 Исследование способов повышения температурной стабильности свойств разрабатываемого ферритового материала.
5 Разработка методик и стендов контроля электрофизических параметров материалов.
Однако, изготовить гексаферриты с таким сочетанием свойств по традиционной керамической технологии трудно. Чтобы удовлетворить этим требованиям, необходимо разрабатывать новые технологические приемы. Ферритовые материалы с воспроизводимыми свойствами можно получить при полном контроле технологических параметров (температура, продолжительность, состав газовой атмосферы, контроль степени текстуры и др.) в процессе их изготовления. В данной работе будут использованы новые технологические приемы, обеспечивающие высокую степень текстуры поликристаллических гексаферритов и улучшение их диссипативных свойств:
1 Механоактивации шихты ферритовых порошков;
2 Радиационно-термического спекания гексаферритов;
3 Отжиг в регулируемой кислородной атмосфере.
Для обеспечения качества измерений потребуется разработка специальных измерительных стендов и разработки методик контроля параметров.
Основные результаты проекта:
1 Методы получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн по классической керамической технологии.
2 Методы получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн по LTCC-технологии (технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики).
3 Метод спекания поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн радиационно-термическим синтезом в пучке быстрых электронов с предварительным синтезом шихты.
4 Метод спекания поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн радиационно-термическим синтезом в пучке быстрых электронов без предварительного синтеза шихты.
5 Экспериментальные образцы поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн состава BaAlxFe12-xO19 и SrAlxFe12-xO19, (1.3≤x≤1.8) легированные добавками (СaO, NiO, SiO4, Mn2O3).
6 Методики контроля магнитных и электромагнитных параметров экспериментальных образцов поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.
7 Стенд для измерения электромагнитных параметров (ширины линии ферромагнитного резонанса 2ΔH) экспериментальных образцов поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.
8 Стенд для измерения тангенса угла потерь экспериментальных образцов поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые материалы и технологии предназначены для реализации развязывающих ферритовых устройств в модулях АФАР в коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн, в том числе для модулей изготовленных на основе ленточной LTCC-технологии.
Результаты работы могут быть востребованы различными предприятиями, разрабатывающими и выпускающими ферритовые изделия как государственного, так и негосударственного сектора, такими как, например:
- независимые разработчики новых марок ферритов;
- разработчики радиопоглощающих систем и безэховых камер на основе ферритов;
- производители ферритовых изделий.
- отрасли промышленности, применяющие СВЧ технологию (продукция военного и гражданского применения: системы приёмо-передающих модулей ВВСТ, интроскопии объектов в системах контроля безопасности, в устройствах радиолокационных измерений, в медицинских системах томографии и др.).
Разработка и создание технологий изготовления гексаферритовых материалов с высокой воспроизводимостью свойств обеспечит значительное сокращение технологического отставания российской радиоэлектронной промышленности от мирового уровня, создаст научно-технический и технологический заделы для организации производства массовой интеллектуально насыщенной и конкурентоспособной высокотехнологичной радиоэлектронной продукции ФРП в микрополосковом исполнении в том числе без внешних магнитных полей для унифицированных модулей АФАР, что в конечном итоге приведет к увеличению объема продаж российской электронной продукции на внутреннем и внешнем рынках.
Социальный аспект полученных результатов заключается в придании нового импульса отечественным разработчикам радиоэлектронных приборов и устройств с расширением спектра выпускаемой продукции, замещения импорта, выходом на внешние рынки и, как следствие, соответствующим созданием новых рабочих мест.
Другая сторона дела – это привлечение молодежи в современные наукоемкие отрасли промышленности, в том числе связанные с широким внедрением новых технологий. Вовлечение молодежи в занятие научно-техническим творчеством за счет повышения привлекательности разработок и использования их результатов в образовательном процессе, вузовских курсах дисциплин, студенческой научно-исследовательской работе, участие студентов в конкурсах на получение грантов, в выполнении государственных контрактов, хоздоговорных работ и иных оплачиваемых работ при кафедрах вузов, в межкафедральных и проблемных лабораториях, центрах коллективного пользования при университетах и базовых кафедрах учреждений науки с последующим представлением результатов исследований на научных конференциях.

Текущие результаты проекта:
1 Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2009 - 2014 гг.
2 Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
3 Проведено обоснование выбора направления исследования, способы, технологии, оборудование и исходное сырье для получения поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.
4 Разработаны базовые составы и легирующие добавки поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.
5 Проведены исследования способов повышения температурной стабильности свойств разрабатываемых поликристаллических гексагональных ферритов для подложек сверхминиатюрных микрополосковых ФРП коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.
6 Выполнено материально-техническое обеспечение работ (предоставление исходного сырья и технологического оборудования для получения образцов базовых составов и их легирования примесями).
7 Разработан бизнес-плана проекта.
8 Проведено участие в конференции.
9 Разработана ЭКД на стенд для измерения тангенса угла потерь экспериментальных образцов поликристаллических гексагональных ферритов.
10 Изготовлен стенд для измерения тангенса угла потерь экспериментальных образцов поликристаллических гексагональных ферритов.