Файл: Стабильность свойств ферритов. (Анализ физических свойств при внешних воздействиях, прогнозирование. Элементы проектирования).pdf

Ферриты с ППГ в основном выпускаются в виде торроидальных ферритовых сердечников с наружным диа­ метром от 0,4 до 16,0 мм. Кроме того, изготавливаются различные интегральные конструкции в виде многоотверстных пластин, линеек, трансфлюксоров и т. п. Вы­ сокое удельное сопротивление ферритов с ППГ позво­ ляет наносить на них обмотку с помощью печатного монтажа.

Магнитострикционные ферриты широко применяются в прецизионных фильтрах в качестве преобразователей, преобразующих колебания магнитного поля в механиче­ ские колебания и наоборот. В этих преобразователях используются как продольные, так и крутильные колеба­ ния. Магнитострикционные ферриты изготавливаются в виде стержней, трубок и гантелей.

Изделия из магнитожестких ферритовых материалов

используются для создания постоянных магнитных по­ лей в различной аппаратуре. Наибольшее распростране­ ние получили изделия из бариевого гексаферрита и ко­ бальтового феррита. Технология получения магнитотвер­ дых ферритов позволяет создавать как изотропные, так и анизотропные магниты. Магниты эти изготавливаются в виде колец, дисков и брусков. Основные области при­ менения магнитотвердых ферритов приведены в табл. 2. Магнитотвердые ферриты отличаются относительно вы­ сокой стабильностью к воздействию внешних факторов.

Особую группу ферритов составляют ферриты для приборов СВЧ диапазона. Они применяются в целом ря-

13

де твердотельных ферритовых СВЧ приборов, к которым относятся:

1.Невзаимные фазовращатели, принцип действия ко­ торых основан на использовании невзаимного характера фазового сдвига в прямоугольном волноводе, содержа­ щем поперечно намагниченный феррит.

2.Резонансные вентили, использующие явления, свя­ занные с ферромагнитным резонансом (невзаимное по­ глощение энергии в прямоугольном волноводе).

3.Вентили с поглощающей пластинкой, в которых применяется смещение поля.

4.X- и У-циркуляторы, возможность существования

которых была предсказана Кэрлином, конструкция впер­ вые описана ІІІауг—Петерсоном. В настоящее время компактные циркуляторы этого типа созданы не только в сантиметровом, но также и в миллиметровом (2 мм), дециметровом и метровом диапазонах волн. Возмож­ ность получения такого типа циркуляторов определяется как невзаимным смещением поля, так и интерференцией.

5. Взаимный фазовращатель, построенный на прямо­ угольном волноводе с продольно намагниченными фер­ ритами (фазовращатель Реджиа—Спенсера).

5. Нелинейные устройства, такие как генератор гар­ моник, ограничитель СВЧ мощности и ферритовый уси­ литель.

Основой всех этих устройств являются ферритовые вкладыши, которые имеют самые различные размеры

Все описанные выше ферритовые изделия являются деталями различных элементов и узлов радиоэлектрон­ ной аппаратуры. Поэтому совершенно естественно встает вопрос о связи надежности, долговечности и устойчиво­ сти к воздействию различных внешних факторов этих элементов и узлов со стабильностью свойств и качеством входящих в них ферритовых изделий. При этом следует учитывать, что, во-первых, ферритовые изделия одного и того же типа, как правило, применяются в самых раз­ личных по своему назначению и конструктивному испол­ нению элементах, т. е. могут эксплуатироваться в прин­ ципиально отличающихся друг от друга рабочих режи­ мах, и, во-вторых, при эксплуатации ферритовые детали взаимодействуют с другими деталями и воспринимают все внешние воздействия не сами по себе, а через это

14

Г л а в а 2

ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ФЕРРИТОВ

2.1. ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ФЕРРИТОВ

Общие положения

Эксплуатация элементов радиоэлектронной аппара­ туры на основе ферритов в большинстве случаев проис­ ходит в условиях, отличающихся от нормальных, под которыми понимается температура окружающей среды 25+10°С, атмосферное давление (1 ±0,04)-ІО5 Па и относительная влажность воздуха 65± 15%.

При этом реальные условия характеризуются воздей­ ствием на аппаратуру и ее элементы различных клима­ тических факторов, к которым относятся: повышенная температура окружающей среды (сухое тепло), пони­ женная температура окружающей среды, циклическое изменение температуры окружающей среды, повышенная влажность воздуха (влажное тепло), пониженное и по­ вышенное атмосферное давление, иней и роса, солнеч­ ная радиация, соляной (морской) туман, плесневые грибки. Все эти факторы могут воздействовать на изде­ лия как отдельно, так и комплексно, когда несколько факторов воздействуют одновременно или в определен­ ной последовательности. Так, например, тропические условия эксплуатации для элементов аппаратуры и фер­ ритов характеризуются совокупным воздействием тем­ пературных циклов, повышенной влажности воздуха, по­ ниженной (повышенной) температуры, пониженного ат­ мосферного давления, солнечной радиации, плесневых грибков и морского тумана.

Вследствие воздействия климатических факторов ферриты могут изменять свои электромагнитные пара­ метры или разрушаться, что вызывает отказы элементов на их основе. Стойкость ферритов к воздействию кли­ матических факторов оценивается устойчивостью, т. е. способностью сохранять свои параметры в определенных пределаѵ во время воздействия, последействием, т. е.

16

способностью сохранять свои параметры и механические свойства в определенных пределах по истечении некото­ рого времени (период восстановления) после воздействия. Так как информацию об этих характеристиках затруд­ нительно получать в реальных условиях эксплуата­ ции, то обычно их исследуют и определяют в лаборатор­ ных условиях при климатических испытаниях в специ­ альных испытательных камерах.

Задача моделирования эксплуатационных условий при лабораторных испытаниях является весьма слож­ ной. Применяемые для этой цели испытания на воздей­ ствие отдельно взятых факторов при постоянных испы­ тательных режимах не воспроизводят полностью реальных условий эксплуатации, характеризующихся пе­ ременными режимами и совокупным воздействием раз­ личных факторов, вследствие чего являются недостаточно «жесткими». В какой-то мере эта задача решается при проведении к о м п л е к с н ы х испытаний, которые можно разделить на три типа: комбинированные, последова­ тельные и составные.

При комбинированных испытаниях два или более внешних факторов действуют на изделие одновременно, например: повышенная (пониженная) температура и вибрация, температура и повышенное (пониженное) дав­ ление и т. п. При последовательных испытаниях воздей­ ствие различных факторов осуществляется одно за дру­ гим в определенной последовательности. При этом ре­ зультаты оцениваются отдельно по каждому виду воз­ действия, причем после каждого воздействия характери­ стики изделия восстанавливаются. Составные испытания проводятся так же, как и последовательные, но отлича­ ются от них тем, что их производят непрерывно, без существенных перерывов между отдельными воздейст­ виями. При этом оценка результатов производится после окончания всего комплекса в целом. Очередность воз­ действий при последовательных и составных испытаниях выбирается в зависимости от возможных конкретных условий эксплуатации. Наиболее жесткой считается сле­ дующая последовательность: механические воздействия, повышенная температура или циклическое воздействие температур, повышенная влажность, пониженная темпе­ ратура. В этом случае влага, попавшая внутрь изделий через неплотности, поры или дефекты, образовавшиеся вследствие воздействия первых двух факторов, замерзая