книги из ГПНТБ / Стабильность свойств ферритов. (Анализ физических свойств при внешних воздействиях, прогнозирование. Элементы проектирования)

занный излоім в районе 6jv для Сг20 3 связан с антифер­ ромагнитной природой последнего.

Некоторыми авторами [196] также наблюдался для антиферромагнетиков в районе Ѳдг лишь излом без ано­ малий, однако объяснять эту особенность только приро­ дой антиферромагнетизма по-видимому, не вполне обос­ новано, так как антиферромагнетик NiO в районе Ѳлг имеет отчетливые аномалии (рис 4.10, кривые 14, 15). Если исходить из того, что при подходе к району маг­ нитного превращения энергия магнитной анизотропии убывает плавно, а энергия обменного взаимодействия — скачкообразно, то можно предположить, что наиболее крутые изломы для Сг20 3 и Ba2Zn2Fei2022 связаны с большей энергией магнитной анизотропии для них. Остальные монокристаллы, имеющие меньшую энергию магнитной анизотропии, имеют менее заметные изломы температурных кривых теплового сопротивления.

На рис. 4.12—4.14 приведено распределение коэффи­ циента теплопроводности и энергии сил связи кристалли­ ческих решеток рассматриваемых монокристаллов по ос­ новным кристаллографическим направлениям.

На рис. 4.12 для Сг20 3 показано распределение энер­ гии связи решетки (кривая 1) и коэффициента тепло­ проводности (кривая 2) по кристаллографическим осям

наибольшей анизотропии в плоскости оси < с > ).

На рис. 4.13 приведено распределение энергии связи решетки (кривая 1) и коэффициента теплопроводности (кривая 2) для Ba2Zn2Fei2Ö2 2 по кристаллографическим

Mgo,34Mno,eeFe1,6904 (кривая 2) по кристаллографическим осям. На оси абсцисс отложен угол разворота радиусвектора по кристаллу. Фигуры анизотропии построены для области комнатных температур на основании рис. 4.10. Как видно из рис. 4.12 и 4.13, распределения теплопроводности и энергии сил связи решеток в зависи­ мости от направления осей кристаллов согласуются меж­ ду собой, что соответствует классической теории и под­ тверждается формулой (4.48).

207

Правой, а для остальных — на левой ординате. В табл. 24 привёденьі величины коэффициентов теплопроводности этих керамик для раз­ личных значений внешней температуры и их плотности. Из рисунка и таблицы видно, что в исследуемом температурном интервале теп­ лопроводность убывает с ростом температуры. Этот вид зависимости X(t) является характерным для кристаллических материалов, однако изменения теплопроводности от температуры слабее изменений, рас­

считанных по закону Эйкена. Ра­

в различных радиоэлектронных приборах. Использовались следую­

состоящий из ЭД-5 (100 весовых частей) и ПЭПА (8 весовых ча­ стей) (кривая 4). В табл. 25 показано изменение теплопроводности этих клеев в зависимости от температуры. Судя по величинам тепло­ проводности, данная группа материалов относится к классу изоля­ ционных материалов, причем для последних двух составов тепло­ проводность увеличивается с ростом температуры, что характерно для аморфных веществ {771. Однако для трех первых составов вид температурной зависимости \ =f ( t ) носит обратный характер. По-ви­

210

Изготовленные таблетки диаметром 15 мм и высотой 5 . . . 8 мм выполнены в соответствии с размерами реальных элементов креп­ ления; феррит крепится к алюминиевой таблетке соответствующим клеем или припоем с толщиной соединительного слоя порядка сотен

микрон. Выбранный температурный интервал исследования тепловых свойств соответствует реальным условиям работы аппаратуры и термической стойкости клеев и припоев. Из приведенного рисунка и таблицы видно, что не только значения коэффициента теплопровод­ ности, но и зависимости \ = f ( t ) для рассматриваемых брикетных соединений существенно отличаются от индивидуальных видов зави­

212

ностью накладываются. При этом в зависимости от высоты каж­ дого из слоев и крутизны его X=f(t ) будет различной крутизна этой характеристики для брикетного соединения, причем аналитически оценить эту закономерность крайне сложно, даже если известны зависимости X=f(t ) для отдельных слоев соединения. В частности, из рис. 4.17 видно, что для одной и той же марки феррита—• 10СЧ8

еще более неожиданный вид, при этом теплопроводность брикета убывает в 2,5 раза. Использование припоев (кривые 7 и 8) несу­ щественно изменяет температурные зависимости %=f(t) для брике­ тов по сравнению с аналогичной зависимостью для феррита, однако значения теплопроводности здесь также изменяются.

Сравнивая зависимости R=f (t ) для брикетных соединений и ана­ логичные зависимости для ферритов, входящих в их состав, можно в первом приближении сказать, что теплопроводность клеевых бри­ кетных соединений уменьшается в среднем на 30%, а для брикетных

213

паяных соединений — в среднем на 10%, причем в зависимости от вида клея и припоя эти цифры заметно колеблются. Последнее об­ стоятельство, по-видимому, связано с различной смачиваемостью со­ единяемых плоскостей и возможной диффузией вещества.

Опубликованные работы по исследованию теплофизических свойств ферритов выполнены в разное время различными авторами, использующими различные системы единиц. В табл. 27 приведены коэффициенты для перевода теплофизических параметров из одной системы в другую.

Теплофизические свойства поликристаллических ферритов различного состава

Ферриты с кубической структурой типа шпинели. Рассмотрим теплофизические свойства поликристалли­ ческих ферритов различных исходных составов, близких

цинковых ферритов изготовлялись по солевой техноло­ гии, спекались в течение пяти часов в воздушной среде и при атмосферном давлении и температурах 1100 °С, 1150 °С, 1200 °С, 1250°С, 1300 °С и 1350°С. Ферриты на основе Mg-Cr изготовлялись по технологии керамики.

5 ч. РІзмеряемые образцы имели форму дисков диамет­ ром 15 мм и высотой 5 ... 8 мм, торцевые поверхности подвергались шлифовке и меднению, при этом обеспечи­ валась необходимая плоскопараллельность торцевых по­ верхностей. Измерение теплофизических свойств осуще­ ствлялось на специальной установке по методу а-с-к калориметров [36, 66], измерение коэффициента тепло­ проводности дублировалось на установках, использую­ щих абсолютный и относительный тепловой режим, удельная теплоемкость измерялась на адиабатическом калориметре Нернста [205]. Оценка максимальной отно­ сительной погрешности измерительных установок и их поверка по эталонным образцам позволяют считать по­ грешность измерения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности не более 5%!, а погрешность измерения удельной теплоемкости адиабатическим кало­ риметром— не более 2% в исследуемом температурном интервале.

214

На рис. 4.18 показаны температурные зависимости коэффициента теплопроводности Ni-Zn ферритов ряда составов. Наблюдается слабое уменьшение Я с ростом температуры, что является в области достаточно высоких температур обычной закономерностью для кристалличе­ ских веществ [77]. На рис. 4.18 приведены зависимости

2,25

%,Вт /м °С 0,25

3 , 2 5

0,35

215

бывают исследования температурной зависимости на* чальных магнитных проницаемостей данных ферритов, замечаются в районах их точек Кюри. Эти максимумы отсутствуют на зависимостях X = f(t) для составов х = 0; 0,1; 0,2; 0,8; 0,9 и 1,0, температуры точек Кюри которых выходят за рамки исследуемого диапазона температур. Данные аномалии обусловлены, как уже указывалось, суммарным действием аномалий упругих констант ве­ щества и скачком удельной теплоемкости. В районе точ­ ки Кюри происходит резкий спад спонтанной намагни­ ченности, что требует наибольшей добавочной энергии при нагревании ферримагнетика (22]:

где 0с — температура точки Кюри в К, /о и Is — намагни­

ет на наблюдаемые ано­ малии. Если в качестве минимального межатом­ ного расстояния принять расстояние между сосед­ ними ионами 6^«2-8~3см, то формула (4.50) позво­ ляет определить наимень­ шее значение теплопро­ водности и средней длины

свободного пробега фонона. Так, для состава х= 0,5 и Д б ж = 1 3 0 0 ° С при комнатной температуре ^ 0B=3X/cWy —

=4 - 1 0 ' 8 см, т. е. величина / ф 0 н того же порядка, что и

постоянная решетки. Касаясь общего характера темпе-

216