بخشی از مقاله
چکیده
در این کار تحقیقاتی فرکانس رزونانس و پهناي خط فرکانس جذبی فریت استرانسیم با فرمول عمومی SrFe 12O19 در محدوده فرکانسی X - 8-12GHz - و KU - 12-18GHz - مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان میدهند که ضریب کیفیت فریت استرانسیم در کاواکی با دیواره فرو مغناطیس افزایش مییابد.
مقدمه
فریت استرانسیم جزء گروه فریتهاي شش وجهی با ساختار M است. این فریت داراي پسماند ووادارندگی مغناطیسی قابل توجهی می باشد 1]،.[2 مقاومت الکتریکی بسیار بزرگ این ماده سبب کاهش تلفات ناشی از جریان هاي گردابی می شود به همین دلیل در کاربردهاي مایکروویو میتوان از آن استفاده کرد3]،.[4 فریت استرانسیم پیش از این با روش sol-gel ساخته شده است[6] .
برخی پارامترهاي ساخت از جمله نسبت Fe/Sr و چگونگی مراحل باز پخت[7] بر روي خواص مغناطیسی این ترکیب بررسی شده است. دراین تحقیق بااستفاده از دراین تحقیق بااستفاده از روش متالوژي پودر - واکنش حالت جامد - قطعات تخت فریت استرانسیم همسانگرد با مقطع مربعی و ضخامت هاي مختلف ساخته شدو فرکانس تشدید آنها پس از نصب در کاواك فلزي اندازهگیري گردید.
روش آزمایش
براي ساخت قطعات فریت استرانسیم، از نسبت 1 به 5/5 براي نسبت وزنی کربنات استرانسیم به اکسید آهن استفاده شد. دو ماده مذکور به صورت مرطوب توسط آسیاب سریع و به مدت شش ساعت مخلوط شده و دوغاب حاصل خشک و تفجوشی مقدماتی گردید.تغییرات حرارتی تفجوشی مقدماتی با آهنگ 6˚C/Min از دماي اتاق تا1200˚C صورت گرفته و سپس در دماي 1200˚C به مدت یک ساعت ادامه داشته است.
در این مرحله به دلیل نفوذ اتمها، شبکه بلوري نوع M تشکیل و دانه هاي فریت استرانسیم رشد می نماید. سپس مواد گدازآور اکسید کلسیم ./4 - درصد وزنی - و اکسید سلیسیم ./8 - درصد وزنی - به دانه هاي حاصل از تفجوشی مقدماتی اضافه شده است. مخلوط حاصل توسط آسیاب سریع و گلوله هاي فولادي به طور مرطوب و به مدت هیجده ساعت آسیاب گردیده تا دانه هاي حاصل به اندازه ./6میکرومتر خرد شوند.
پس ازخشک نمودن دوغاب و اضافه نمودن ./8درصد وزنی گلیسیرین به عنوان روانساز ،پودر حاصل توسط قالب وپرس به صورت قطعاتی داراي سطح مقطع مربعی با ابعاد 3×3cm2و ضخامت هاي مختلف شکل دادهشد. فشار مورد استفاده براي شکلدهی 1/5تن بر سانتیمتر مربع بوده است گلیسیرین باقیمانده در قطعات به آرامی تبخیر و قطعات تفجوشی نهایی شدند.
تغییرات حرارتی مورد استفاده با آهنگ 6˚C/Min تا˚C٦٠٠،و ادامه آن با آهنگ 3˚C/Minتا 1210˚C صورت گرفته است. این مرحله تفجوشی با نگه داشتن نمونه ها در دماي 1210˚C به مدت یک ساعت کامل شده است. در این مرحله استحکام مکانیکی و چگالی قطعات افزایش یافته و ابعاد مقطع به حدود2/5×2/5cm2کاهش مییابد. قطعات پس از پالیش توسط دستگاه مغناطیس کننده مغناطیده گردیده اند. نهایتا این قطعات در دو نوع کاواك فلزي مغناطیسی - آهن - و غیر مغناطیسی - برنج - به طور جداگانه نصب و فرکانس تشدید آنها توسط دستگاه آنالیز برداري شبکه در باند KUوX اندازه گیري شده است.
نتایج
شکلهاي 1تا4 ،پاسخ فرکانسی قطعات ساخته شده در بازه فرکانسی 7/5 -15GHZ را نشان می دهد. می گردد. H t میدان مغناطیسی کل ناشی از میدان استاتیک فریت استرانسیم و میدان مغناطیسی موج مایکروویو میباشد. مغناطشM در فریت استرانسیم به دلیل خاموش شدن گشتاور دو قطبی مغناطیسی یون هاي آهن ،فقط ناشی از گشتاور دو قطبی مغناطیسی اسپینی بوده و فرکانس تقدیم یا تشدید آن تابع شدت میدان استاتیک موجود در داخل کاواك می باشد [3] .
با انتخاب جنس کاواك می توان فرکانس تشدید و پهناي خط تشدید را تنظیم نمود .به همین جهت ابتدا جنس کاواك از فلز غیر مغناطیس برنج انتخاب گردید. شکل هاي 1و2 پاسخ فرکانسی دو قطعه فریت استرانسیم مربعی که به ترتیب داراي ضخامت هاي 2/8mmو3/2mmهستند را نشان می دهد.شکل هاي 3و4 پاسخ فرکانسی دو قطعه مذکور را در یک کاواك با دیواره مغناطیسی - آهنی - نشان می دهد.
در حضور دیواره مغناطیسی به دلیل هم- جهت شدن حوزه هاي مغناطیسی،شدت میدان استاتیک افزایش مییابد.به همین جهت ضمن افزایش قله فرکانس تشدید،پهناي خط تشدیدکاهش یافته است. همچنین تغییر ضخامت قطعات باعث تغییردر میدان وامغناطش و همراستا شدن حوزه ها می گردد. این تغییرات سبب تغییر اندك فرکانس تشدید شده است. در شکلهاي زیر محور افقی تغییر فرکانس از 7/5 تا15 گیگا هرتز را نشان میدهدومحور قائم نشاندهنده ده برابر لگاریتم نسبت شار انرژي انعکاسی به شار انرژي فرودي میباشد
نتیجه گیري
بررسیهاي به عمل آمده نشان میدهد که در صورت استفاده از کاواك داراي دیواره فرومغناطیس ، در پشت قطعه فریت استرانسیم، ضریب کیفیت کاواك به دلیل افزایش قله تشدید و کاهش همزمان پهناي خط تشدید، به طور قابل توجهی افزایش مییابد.
