Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Египта, Бразилии и Индии выявили оптимальный состав композита для использования в микроволновых диапазонах. Материал особенно перспективен для уменьшения электрических потерь в антеннах 5G-связи.
Выявлен оптимальный состав материала для антенн 5G-связи / ©ashik.pw
Статья о разработке опубликована в Nanomaterials. Композиционные материалы представляют интерес для исследователей со всего мира, в первую очередь благодаря проявлению новых свойств, нехарактерных для частей композита по отдельности. Материаловеды называют это нарушением принципа аддитивности.
Кроме того, зачастую композиты более технологически выгодны – они позволяют тратить меньше материалов, упрощать конструкции девайсов и так далее. Для достижения такой выгоды ученые проводят систематические эксперименты с различными модификациями материалов – теоретическое моделирование не всегда совпадает с практическими результатами.
Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Египта (Университет Танта), Бразилии (Федеральный университет в Сеаре) и Индии (Университет Гуджарат, Профессиональный университет Лавли) занимаются исследованием композиционных материалов на основе функциональных магнитных оксидов ионов железа (ферритов). Среди последних достижений – выявление оптимального состава композита из порошкообразного феррита и эпоксидной смолы для применения в устройствах микроволнового диапазона – для радиолокации, линий связи, спутниковых систем.
«Такие материалы интересны с точки зрения возможности управления магнитными, электрическими и микроволновыми характеристиками, – комментирует один из авторов работы, научный сотрудник НИТУ «МИСиС» и Национальной академии наук Беларуси, кандидат физико-математических наук Алексей Труханов.
– В данной работе основной задачей было обнаружение корреляции между составом эпоксидно-ферритового композита и электрическими свойствами композита. То есть, мы проверяли, как процентное соотношение компонентов повлияет на электрические характеристики материала в широком диапазоне частот и внешних температур».
Были исследованы составы с содержанием феррита в 20, 30, 40 и 50%. При этом физические показатели составов с содержанием феррита 30% и ниже совпадали с результатами теоретического моделирования, тогда как в случае с >30% – различались. Замеры проводились на частотах до 1 МГц и при различных температурах, от 30 до 100 градусов Цельсия. В целом, из рассмотренных композитов наилучшие электрические характеристики показали именно составы с 20%-м и 30%-м содержанием порошка.
По словам ученых, благодаря продемонстрированным диэлектрическим свойствам, такие композиты могут найти свое применения в современной микроволновой электронике. Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда «Разработка и исследование новых композиционных материалов «полимер/наноуглерод/феррит» для развития 5G-технологий».
