СВЧ ферриты и керамика Exxellia

Благодаря успехам, достигнутым в области СВЧ электроники, за последнее время было разработано и выпущено большое количество приборов различного функционального назначения. Перспективы дальнейшего развития СВЧ-систем, устройств радиосвязи с заданными характеристиками во многом определяются выбором ферритов. В то же время выбор материала для конкретного применения в СВЧ-технике является достаточно сложной задачей, поскольку для разных участков микроволнового диапазона к ним предъявляют различные требования. Основными характеристиками ферритов, работающих на сверхвысоких частотах, являются:

• Высокое удельное электрическое сопротивление (ρ >10⁶ Ом·см), за счет которого на высоких частотах ферриты имеют достаточно низкие диэлектрические потери tgδ=10^-2÷10^-4).
• Диэлектрическая проницаемость ε^' (составляет примерно 10-15)
• Термостабильность в широком интервале рабочих температур
• Высокая активность, определяющаяся величиной минимального подмагничивающего поля, необходимого для обеспечения требуемых рабочих параметров
• Намагниченность насыщения, M _s; 4πM _s (400-5000 Гс)
• Ширина резонансной кривой 2ΔH является одним из главных параметров, характеризующих свойства ферритов для СВЧ устройств, отсчитывается на уровне 0.5 от значения поглощаемой мощности и зависит от размера и формы образца, качества обработки поверхности,а также диапазона волн). Наименьшей величиной 2ΔH =0.3-0.5 Эрстеда обладают монокристаллы иттриевых ферритов. Ширина резонансной кривой поликристаллических ферритов варьируется от 30-40 до 800-1000 Эрстедов.

Техническое исполнение ферритовых устройств во многом определяет принцип действия, назначение, диапазон частот и допустимый уровень мощности. Компания Temex-Ceramics (1971, Бордо/Франция) уже на протяжении многих лет является одним из мировых лидеров по разработке и производству высокочастотных материалов. В июне 2012 года Temex-Ceramics вошла в состав Exxelia Group - группы компаний, осуществляющих поставку электронных компонентов для различных областей промышленности. Реализация готовых изделий осуществляется по всему миру через официальных дистрибьюторов в Италии, Испании, странах Восточной Европы, России, Индии, Корее и др.

С 2008 года ООО "Лэпкос" является официальным дистрибьютором компанииTemex-Ceramics.

Ферриты Temex-Ceramics могут успешно применяться в циркуляторах, вентилях, фазовращателях, модуляторах, переключателях и др.

Подробнее

Применение	Требуемые характеристики	Рекомендации по выбору материала
Циркуляторы низкого уровня мощности	Низкие вносимые потери, компактность, широкий диапазон частот, широкий диапазон рабочих температур, высокая направленность излучения	Ширина кривой ферромагнитного резонанса (2ΔH; ΔH eff) - минимальные значения; Диэлектрическая проницаемость (ε') максимальная; Намагниченность насыщения (M s ) определяется в соответствии с заданной частотой; Температурный коэффициент (α) задается минимальный
Циркуляторы высокого уровня мощности	Устойчивость к мощности, низкие вносимые потери, термостабильность	Величина, характеризующая ширину линии спиновых волн (ΔH k) должна быть достаточно высокой ; ΔH eff и ΔH сопоставимы со значением ΔH k
Резонасный вентиль (область работы - до резонанса)	низкие вносимые потери, узкие полосы частот	Эффективная ширина кривой ферромагнитного резонансаΔH eff минимальная; M s соответствует частоте

Общие характеристики Материалов Temex-Ceramics представлены в таблице ниже.

Кристаллическая структура	Серия Temex	химический состав	Рекомендуемый диапазон рабочих частот	Термостабильность	Устойчивость к мощности	магнитные потери
Гранат	Y1xx	Y-Gd	1.55-10.90 ГГц	**	*	*
Гранат	Y2xx	CVG	1.55-10.90 ГГц	**	*	***
Гранат	Y3xx	Y-Al	0.34-6.20 ГГц	*	*	**
Гранат	Y4xxx	Y-Al	1.55-6.20 ГГц	***	**	**
Гранат	Y7xx	Y-Gd-Al	0.34-6.20 ГГц	*	**	*
Гранат	Y9xx	Y-Gd-Al примесь Co	0.34-10.90 ГГц	**	***	*
Гранат	Dx	Y-Gd-Al примесь Dy	0.34-10.90 ГГц	**	***	*
Шпинель	Uxx	Mn-Mg	1.55-36 ГГц	*	*	**
Шпинель	Axxx	Li	6.20-40 ГГц	***	*	***
Шпинель	Nxxx	Ni	1.55-40 ГГц	***	***	*

* Плохо; **хорошо; ***отлично

Конфигурации

Ферриты Temix-Ceramics получают из спрессованного порошка, спеченного при высоких температурах. После термического отжига изделия могут быть отшлифованы и/или отполированы. Компания производит изделия разной конфигурации. Допуск на размер при механической обработке составляет ±0,025мм. Помимо стандартных вариантов исполнения возможно изготовление сердечников по размерам и чертежам заказчика.

Стандартные варианты исполнения сердечников

Диск	Диаметр: 1-55мм
Пластины	max размер: 50.8 х 50.8 мм толщина: 0.5-3 мм
Треугольники Стержни	max диаметр: 12 мм max длина: 90 мм
Cостав	ферриты и диэлектрические материалы

Код конфигурации для заказа изделия	Тип конфигурации
D	Диск
T	Треугольник
S	Пластина

Ниже приведены допуски на размеры изделий всех конфигураций.

Обозначение в коде заказа	Допуск (мм)	Допуск (дюймы)
Z	±0.200	±0.008
Y	±0.150	±0.006
X	±0.100	±0.004
W	±0.050	±0.002
V	±0.025	±0.001

Ферритовые материалы TEMEX-CERAMICS

Компания Тemex-Ceramics производит ферриты на основе соединений со структурой граната и шпинели. Иттриевые феррит-гранаты применяют для изготовления различных СВЧ-устройств, работающих в низкочастотной части СВЧ-диапазона. Большой интерес к ферритам со структурой граната,в особенности, к иттриевому, объясняется наличием у них узкой линии ферромагнитного резонансного поглощения. Такие материалы также характеризуются малыми значениями магнитных потерь; относительно высокой намагниченностью; высокой термо­стабильностью. Для улучшения некоторых характеристик материла, в частности, для повышения устойчивости феррита к мощности и термостабильности наманиченности насыщения часто вводят в его структуру ионы кобальта (Co), а также ионы редкоземельных металлов Диспрозия (Dy), Гадолиния (Gd) и др.

Материалы на основе железо-иттриевых гранатов

Тип	4πMs(Гc) ±5%	Тs(°С) ±5%	ΔH(Э) ±20%	ΔH eff(Э) ±20%	ΔH k(Э) ±10%	ε ' ±5%	104 tanδ	Подробнее
Термостабильные материалы с узкой полосой частот
Y4091	960	195	35	12	9	15.2	<2
YIG (Иттрий-Железо)
Y10	1790	280	45	4	2	15.3	<2
Y101	1820	280	20	4	2	15.4	<2
Y102	1800	280	30	4	2	15.3	<2
Y-Gd (Иттрий-Гадолиний)
Материал может применяться,когда требуется высокая термостабильность
Y11	1600	280	60	5	3	15.3	<2
Y12	1420	280	65	6	3	15.3	<2
Y13	1250	280	75	8	8	15.3	<2
Y14	1100	280	95	12	9	15.4	<2
Y15	900	280	140	18	11	15.4	<2
Y16	750	280	200	25	15	15.4	<2
CVG (Кальций-Ванадий)
Эта серия материалов была специально разработана для применения в устройствах, где требуются низкие вносимые потери
Y220	1950	205	10	2	1	15.4	<2
Y218	1850	215	10	-	-	14.8	<2
Y216	1600	218	10	-	-	14.8	<2
Y215	1450	215	10	2	1	14.7	<2
Y212	1200	209	10	2	1	14.5	<2
Y211	1100	205	10	2	1	14.4	<2
Y210	1000	200	10	-	-	14.2	<2
Y209	900	180	10	2	1	14.1	<2
Y208	800	170	10	2	1	14.0	<2
Y-Al (Иттрий-Алюминий)
Благодаря широкому диапазону значений намагниченности насыщения могут применяться во многих СВЧ устройствах, работающих при низких вносимых потерях
Y35	1200	225	40	4	2	15.3	<2
Y351	1200	225	22	4	2	14.9	<2
Y34	1030	210	40	4	2	14.8	<2
Y341	1030	210	22	4	2	14.8	<2
Y39	800	195	40	4	2	14.6	<2
Y391	800	195	22	4	2	14.6	<2
Y38	760	190	40	4	2	14.5	<2
Y381	760	190	22	4	2	14.5	<2
Y37	680	180	40	4	2	14.5	<2
Y371	680	180	22	4	2	14.5	<2
Y33	615	175	40	4	2	14.5	<2
Y331	615	175	22	4	2	14.5	<2
Y30	565	160	30	4	2	14.4	<2
Y32	420	135	30	4	2	14.4	<2
Y31	370	125	30	4	2	14.1	<2
Y36	290	115	25	4	2	14.1	<2
Y302	240	100	30	4	2	14.1	<2
Y-Gd-Al (Иттрий-Гадолиний-Алюминий)
Особенность этой серии материалов заключается высокой термостабильности. Подходят для использования в устройствах среднего уровня мощности.
Y71	1020	235	60	7	5	15	<2
Y710	1020	240	75	9	7	15	<2
Y77	950	230	60	6	5	14.9	<2
Y780	830	235	60	6	5.5	14.8	<2
Y78	800	220	80	8	8	15	<2
Y708	800	260	140	15	15	15.2	<2
Y74	670	190	60	6	6	14.9	<2
Y72	540	175	60	6	6	14.6	<2
Y705	470	170	65	6	6	14.3	<2
Y75	400	160	65	6	6	14.3	<2
Y76	390	150	50	6	6	14.2	<2
Y-Gd-Al Co или Dy(Иттрий-Гадолиний-Алюминий с добавкой Кобальта или Диспрозия)
Подходят для использования в устройствах высокого уровня мощности. Материалы из этой серии обладают хорошей термостабильностью.
Y918	1760	280	85	12	20	15	<2
Y91	1020	240	60	17	14	15.1	<2
Y86	830	270	95	34	25	15.4	<2
Y94	780	250	75	14	23	15.2	<2
Y908	780	250	85	14	29	15.2	<2
Y9081	780	250	120	14	35	15.2	<2
Fe-Y + легирование Dy (Железо-иттриевый гранат,легированный диспрозием)
Материалы подходят для применения в устройствах с высоким уровнем мощности. Характеризуются повышенной термостабильностью
D1	1400	270	110	34	16	15.5	<2
D5	1070	270	150	36	23	15.5	<2
D2	900	270	185	25	24	15.5	<2
D3	590	175	85	16	19	14.5	<2
D4	580	170	140	34	33	14.4	<2

Материалы ферритов на основе магниевой шпинели характеризуются небольшими значениями коэрцитивной силы, а также малыми магнитными и диэлектрическими потерями, что позволяет их использовать в полях, расположенных вдали от области резонанса. Для устройств, работающих вблизи резонанса, в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн, особый интерес представляют материалы на основе никелевой шпинели. Такие ферриты характеризуются широким рядом значений намагниченности и высокой термостабильностью. Ферриты на основе литиевой шпинели могут быть использованы в дискретных фазовращателях. Для них характерны малые значения коэрцитивной силы и термостабильность в рабочем интервале температур и широкий диапазон значений намагниченности насыщения как и у никелевых ферритов.

Материалы на основе соединений со структурой типа шпинели

Тип	4πMs(Гс) ±5%	Тs(°С) ±5%	ΔH(Э) ±20%	ΔH eff(Э) ±20%	ΔH k(Э) ±10%	ε ' ±5%	104 tanδ	Подробнее
Mn-Mg (марганец-магний)
Подходят для использования в устройствах c малыми магнитными и диэлектрическими потерями
U21	2400	275	290	6	4	13	<3
U20	2100	300	360	6	4	13	<3
U19	1900	280	350	6	4	13	<3
U33	1600	230	290	6	4	12.4	<3
Li (Литий-Титан-Цинк)
Эти материалы используются при производстве термостабильных компонентов, работающих в сантиметровом диапазоне. Ферриты А370 и А230 могут применяться в силовой электронике
A50	5000	450	170	4	3	15.3	<5
A500	4900	450	200	9	10	15.3	<5
A37	3700	565	400	4	3	16	<5
A370	3700	565	400	4	3	16	<5
A30	3000	555	450	4	3	16.4	<5
A28	2800	540	450	4	3	16.6	<5
A24	2450	390	250	4	3	16.8	<5
A23	2300	505	450	4	3	16.8	<5
A230	2300	505	450	9	8	16.7	<5