CC BY
24
ЭЛЕКТРОНИКА. РАДИОТЕХНИКА
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МУЛЬТИФЕРРОИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ МАГНИТНОГО РЕЛЬЕФА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ВНЕШНИМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ
Хлопов Борис Васильевич,
АО "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия, [email protected]
Бондарев Юрий Степанович,
АО "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия
Шашурин Василий Дмитриевич,
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия, [email protected] Чучева Галина Викторовна,
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. академика В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия, [email protected]
Самойлова Валерия Сергеевна,
АО "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия, [email protected]
DOI 10.24411/2072-8735-2018-10046
Ключевые слова: наночастицы, метаматериалы, нанокомпозит, электромагнитное поле, полеобразующая система.
Применение новых магнитных метаматериалов и нанокомпозитов, в частности, могут найти комерческое применение уже в ближайшее время для решения одной из острых проблем последнего десятилетия - защиты от всевозрастающего уровня мощности окружающих эпектромагнитных излучений вследствие широкого распространения электромагнитных приборов и РЭА при промышленном производстве. Метаматериалы, как на-нокомпозиты, представляют собой наноструктурированную дискретную среду, периодическую по электромагнитным свойствам составляющих её элементов. К наиболее перспективным трехмерным материалам подобного типа можно отнести решетчатые упаковки микросфер кремнезема со структурой опала (опаловые матрицы), с заполнением их межсферических нанополостей кластерами различных магнитных и немагнитных материалов (кристаллитами металлов или магнитных соединений). В опаловых матрицах, нанополости которых частично заполнены металлами, имеет место микроволновая проводимостью. То есть при воздействии внешних электромагнитных полей на опаловую матрицу, наблюдается значительный электрический "отклик", который приводит, в частнос-
ти, к эффекту мультиплицирования для интегральных магнитных полей. В ЦНИТИ "Техномаш" разработаны и созданы опытные варианты технологических процессов получения некоторых метаматериалов. Полученные метаматериалы обладают термопрочностью до 900оС, отклонениями от монодисперсности для диаметров наносфер менее 4% в диапазоне 190-350 нм, повышенной механической прочностью и химической устойчивостью, что позволило изготовить и исследовать нанокомпо-зиты на основе решетчатых упаковок микросфер кремнезема с эффективными заданными значениями диэлектрической или магнитной прони-цаемостями. Межсферические нанополости образцов опаловых матриц частично заполнены кластерами (кристаллитами) следующих составов: титанат железа РеТ1205; феррит состава №0,52п0,5Ре204; №3Ре; смесь кристаллических фаз №3Ре + Со + N1; Со + N1; Ре; №3Ре + рентгеноа-морфные фазы; №2Ре3; Со + Рф N1 + FePd3 + рентгеноаморфные фазы. Целью работы сотрудников АО "ЦНИРТИ имени академика А.И.Берга" являлась исследование электрических и магнитных свойств указанных нанокомпозитов и влияния на них электромагнитных полей.
Информация об авторах:
Хлопов Борис Васильевич, д.т.н., начальник отдела, АО "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия
Бондарев Юрий Степанович, д.воен.н., заместитель генерального директора, АО "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия
Шашурин Василий Дмитриевич, д.т.н., профессор. Зав. Кафедрой "Технологии приборостроения", МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия Чучева Галина Викторовна, д.ф.-м.н., заместитель директора по научной работе, ученый секретарь, Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. академика В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
Самойлова Валерия Сергеевна, АО "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга", Москва, Россия Для цитирования:
Хлопов Б.В., Бондарев Ю.С., Шашурин В.Д., Чучева Г.В., Самойлова В.С. Автоматизированное технологическое оборудование для визуального контроля технического состояния мультиферроидных материалов и их магнитного рельефа при облучении внешними электромагнитными полями // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2018. Том 12. №3. С. 4-8.
For citation:
Hlopov B.V., Bondarev Yu.S., Shashurin V.D., Chucheva G.V., Samoylova V.S. (2018). Automated technological equipment for visual control of the technical condition of multiferheric materials and their magnetic relief in irradiation by external electromagnetic fields. T-Comm, vol. 12, no.3, рр. 4-8. (in Russian)
ЭЛЕКТРОНИКА. РАДИОТЕХНИКА
ЭЛЕКТРОНИКА. РАДИОТЕХНИКА
ЭЛЕКТРОНИКА. РАДИОТЕХНИКА
Заключение
Ли гература
В работе описаны новые перспективные идеи построения приборов из метаматериалов для изделий РЭА. Приведены разработаная схема устройства для исследования ключевых параметров мультиферроидных материалов, методики создания магнитных полей с изменяющимися направлениями векторов и определения магнитного рельефа поверхности на но ко миозитов на основе опаловых матриц при облучении внешними электромагнитными полями. Метод обеспечивает исследование магнитных структур с субмикронным пространственным разрешением до 10 мкм и высокую амплитудную чувствительность при регистрации слабых магнитных рельефов.
Рассматриваемая схема позволяет быстро определить свойства и структуру мультиферроидных материалов, чтобы установить пригодность их использования для поставленных целей. Например, в системах обладающих маскировочными функциями. г>то может позволить улучшить их технические характеристики, а именно, предоставить возможность увеличить мощность передающих устройств, а, следовательно, н максимальную дальность обнаружения источника излучения, а также уменьшить длительность высокочастотного ям пульса, а, следовательно, повысить разрешающие способности системы.
-е-
1. Самой.ювич МИ.. Ринке&ич A.B.. Белянки Л.Ф.. Пащенко U.R. 3D-на но ком поз и ты - опаловые матрицы с включениями металлического Со и слоистые структуры «опаловая матрица - СоЛг» // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2011.
1-2. С.53-59.
2. Хлопов Б. В.. Бондарев Ю.С.. Шашурин В.Д.. Чучева Г.В. 13оз-ленствне на нанокомпозитные материалы электромагнитным полем И T-Comm; Телекоммуникации и транспорт, 2017. Том II. №5. С. 4-8.
3. Silberschmidt У. V. and Matveenko VP. Mechanics of Advanced Materials !i Springer International Publishing Switzerland. 2015. 199 c.
4. Хлопов Б.В. Исследование ИЖМД методом визуализации и уточнение условий надежного стирания информации с магнитных носителей// Известия института инженерной физики, 2013. Т. 1. №27. С. 5-15.
5. Хлопов Б.В Оборудование для изменения магнитного состояния тонкоплсиочного слоя магнитного носителя информации // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2012. №3. С. 56-60.
6. Хлопов Б. В.. Лобанов Б. С.. Бондарев Ю. С. и др. Средство визуального контроля стирания информации с магнитного носителей для размещения и бортовой аппаратуре / Труды: XVII Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (RLNC -2011), {Воронеж). Том 1.С. 630-638.
7. Хлопов Б. В. Исследования магнитных свойств тон ко пленочных материалов современных жестких магнитных дисков при воздействии внешнего постоянного магнитного поля II Электронный Журнал Труды МАИ, 2012. № 57, с. 322-327.
8. Хяопов Б.В. Исследования магнитных свойств тонкопленочных материалов современных жестких магнитных дисков при воздействии внешнего импульсного магнитного лоля // Электронный Журнал Труды МАИ, 2012. № 57, С, 316-321,
-е-
ELECTRONICS. RADIO ENGINEERING
AUTOMATED TECHNOLOGICAL EQUIPMENT FOR VISUAL CONTROL OF THE TECHNICAL CONDITION OF MULTIFERHERIC MATERIALS AND THEIR MAGNETIC RELIEF IN IRRADIATION
BY EXTERNAL ELECTROMAGNETIC FIELDS
Boris V. Hlopov, JSC "CNIRTI named after academician A.I. Berg", Russian Federation, Moscow, Russia, [email protected] Yuriy S. Bondarev S., JSC "CNIRTI named after academician A.I. Berg", Russian Federation, Moscow, Russia Vasily D. Shashurin, MGTU of N.E Bauman, Moscow, Russia, [email protected] Galina V. Chucheva, Fryazino branch of Institute of Radioengineering and electronics. Academician V. A. Kotelnikov of the Russian Academy of
Sciences, Fryazino, Russia, [email protected] Valeria S. Samoylova, JSC Central Research Radio Engineering Institute of the Academician A.I. Berg, Moscow, Russia, [email protected]
Abstract
New magnetic metamaterials and nanocomposites can find commercial application in the near future to solve one of the acute problems of the last decade - protection from the increasing power level of ambient electromagnetic radiation due to the wide spread of electromagnetic devices and REA in industrial production. Metamaterials (nanocomposites) are a nanostructured discrete medium where their constituent elements are periodic by electromagnetic properties. The most promising three-dimensional materials of this type are lattice packets of silica microspheres with an opal structure (opal matrices) with interspher nanocavities filled with clusters of various magnetic and nonmagnetic materials (crystallites of metals or magnetic compounds). In opal matrices, partially filled with metals, there is microwave conductivity. That is, when external electromagnetic fields are applied to the opal matrix, a significant electrical "response" is observed, which leads to the multiplication effect for integral magnetic fields. Experimental variants of technological processes for the production of certain metamaterials developed and created at TsNITI "Technomash". This metamaterials have a thermal resistance up to 900°C, deviations from monodispersion for nanosphere diameters of less than 4% in the range 190-350 nm, increased mechanical strength and chemical stability, which allowed to fabricate and study nanocomposites based on lattice packages of silica microspheres with effective values of dielectric or magnetic permeabilities. Interspher nanocavities of samples of opal matrices are partially filled with clusters (crystallites) of the following compositions: iron titanate FeTi2O5; ferrite of composition Ni0.5Zn0.5Fe204; Ni3Fe; a mixture of crystalline phases of Ni3Fe + Co + Ni; Co + Ni; Fe; Ni3Fe + X-ray amorphous phases; Ni2Fe3; Co + Pd; Ni + FePd3 + X-ray amorphous phases.
The purpose of the work of the JSC "CNIRTI named after academician A.I. Berg" staff was to study the electrical and magnetic properties of these nanocomposites and the influence of electromagnetic fields on them.
Keywords: nanoparticles, metamaterials, nanoaggregate, electromagnetic field, field-generating system.
References
1. Samoylovich M.I., Rinkevich A.B., Belyanin A.F., Pashchenko P.V. (2011). 3D nanocomposites - opal matrices with metallic Co inclusions and layered structures "opaline matrix - Co / Ir". Technology and design in electronic equipment, no. 1-2. pp. 53-59 (in Russian)
2. Khlopov B.V., Bondarev Yu.S., Shashurin V.D., Chucheva G.V. (2017). Electromagnetic field impact on nanocomposite materials. T-Comm, vol. 11, no.5, pp. 4-8. (in Russian)
3. Silberschmidt V.V. and Matveenko V.P. (2015). Mechanics of Advanced Materials. Springer International Publishing Switzerland. 199 p.
4. Khlopov B.V. (2013). Investigation of HDD by the method of visualization and refinement of conditions for reliable erasure of information from magnetic carriers. Izvestiya Institute of Engineering Physics, vol. 1, no. 27. pp. 5-15. (in Russian)
5. Khlopov B.V. (2012). Equipment for changing the magnetic state of a thin-film layer of a magnetic information carrier. T^omm, no. 3, pp. 56-60. (in Russian)
6. Khlopov B.V., Lobanov B.S., Bondarev Yu. S. et al. (2011). A means of visual control of erasure of information from magnetic carriers for placement in on-board equipment. Proceedings of the XVII International Scientific and Technical Conference "Radiolocation, navigation, Communication" (RLNC - 2011), vol. 1, pp. 630-638. (in Russian)
7. Khlopov B.V. (2012). Investigations of the magnetic properties of thin-film materials of modern rigid magnetic disks under the influence of an external constant magnetic field. Electronic Journal. Proceedings of the MAI, no. 57, pp. 322-327.
8. Khlopov B.V. (2012). Investigations of the magnetic properties of thin-film materials of modern rigid magnetic disks under the action of an external pulsed magnetic field. Electronic Journal Proceedings of the MAI, no. 57, pp. 316-321.
