димо иметь сведения о теплофизических, механических и нелинейных свойствах ферритов.

Важной характеристикой феррита является его плотность (пористость), поскольку от нее зависят параметры АН, е и др.

Размер и конфигурация ферритового вкладыша, помещенного внутрь волновода, определяются назначением устройства СВЧ (вентиль, фазовращатель, циркулятор и т. д.) и условиями его работы (диапазоном рабочих частот и температур, уровнем мощности). Вкладыши изготавливают в виде пластин, дисков и цилиндрических стержней. Для согласования (уменьшения коэффициента стоячей волны в тракте) концы пластин выполняют скошенными, закругленными, ступенчатыми или в виде стрелок.

Кроме названных типов в качестве вкладышей кз ферритов применяют сферы и полусферы (в резонансных вентилях, ограничителях мощности и т. д.) различных диаметров, а также более сложные конфигурации (рамки, шайбы, фигурные пластины).

Обычно при изготовлении ферритов для СВЧ используют окисную технологию. В процессе производства необходимо тщательно соблюдать все особенности технологического процесса, поскольку воспроизводимость материала зависит от многих причин - подбора исходного сырья по содержанию в нем примесей, его «активности», режима помола, режимов предварительного и особенно окончательного обжигов и др.

Применение ферритов в дециметровой области диапазона СВЧ и главным образом разработка устройств, в которых используются нелинейные свойства ферритов СВЧ, потребовало создания материалов с минимально узкими линиями гиромагнитного резонанса. Повышение плотности материала, необходимое для уменьшения ширины линии гиромагнитного резонанса, возможно при замене поликристаллического материала монокристаллическим.

Практически для изготовления монокристаллов ферритов наиболее часто применяют два метода: выращивание монокристаллов из раствора в расплаве и пламенно-водородный метод (метод Вер-нейля).

Первый метод заключается в выращивании монокристаллов в расплавленном растворителе. Растворители должны иметь низкую температуру плавления и слабую летучесть. В расплавленном состоянии они должны хорошо растворять исходные оксиды, но не сам феррит и легко отделяться от выращенных монокристаллов. Известны различные растворители. Технологический процесс заключается в следующем. Шихту составляют из растворителя и исходных компонентов феррита. После тщательного перемешивания она подвергается нагреванию и охлаждению по соответствующему тем-пературно-временному режиму. После охлаждения монокристалл отделяется. Таким образом, могут быть получены образцы размером до нескольких миллиметров.

Второй метод заключается в выращивании монокристаллов в кислородно-водородном пламени кристаллизационного аппарата. В этом случае шихта равномерно подается через зону пламени го-

релки на жаропрочную подложку - свечу. На свече сначала образуется конус из спеченных частиц, а затем из вершины конуса вырастает монокристалл. По мере роста монокристалла свеча с помощью механизма постепенно опускается. Для выращивания ориентированных монокристаллов на свечу устанавливают затравку в виде соответственно ориентированного осколка монокристалла. Таким образом, можно выращивать более крупные образцы диаметром до 10-15 мм, длиной 50-80 мм и более. Высокое качество получаемых монокристаллов определяется в первую очередь высокой степенью чистоты исходных материалов. Ферриты со структурой гранатов (иттриевые ферриты-гранаты) и других редкоземельных элементов применяют как поликристаллические, так и в виде монокристаллов. Монойристаллы гранатов выращивают в оксиде свинца с выдержкой при 1325° С и последующим медленным охлаждением до 900°.С.

Отечественная промышленность выпускает свыше 50 марок поликристаллических ферритов для СВЧ и несколько марок монокристаллов.

В табл. 2.33 приведены основные параметры поликристаллнче-ских ферритов для СВЧ. Рассматриваемую группу ферритов можно подразделить в зависимости от их химического состава на подгруппы. Приведем краткую характеристику каждой из них.

Иттриевые ферриты-гранаты с частичным замещением в некоторых марках ионов иттрия и железа ионами других элементов (например, алюминия) характеризуются наиболее узкими значениями ширины линии гиромагнитного резонанса. Среди ферритов, применяемых в низкочастотной части диапазона СВЧ, они являются наиболее распространенными. Их применяют также и в устройствах СВЧ, работающих на других частотах, что объясняется малыми диэлектрическими потерями при относительно высокой намагниченности.

Литиевые ферриты стали разрабатывать сравнительно недавно, их перспективность видят в высокой термостабильности и хорошей прямоугольности петли гистерезиса. Последнее свойство важно для создания ферритовых устройств СВЧ с магнитной памятью.

Магниевые ферриты применяют в средней части сантиметрового диапазона. Для них характерны малые значения магнитных и диэлектрических потерь, но относительно низкая термостабильность.

Никелевые ферриты имеют высокие значения намагниченности насыщения и относительно небольшую ширину линии гиромагнитного резонанса. Их используют в основном в миллиметровом диапазоне длин волн и в коротковолновой части сантиметрового диапазона. Преимущество Этой группы ферритов - высокая термостабильность.

Магниевые ферроалюминаты и магниевые феррохромиты применяют в длинноволновой части диапазона СВЧ. Их недостаток - малая термостабильность (низкие значения точки Кюри).

Никелевые феррохромиты применяют в резонансных устройствах, работающих при высоком уровне мощности.

Таблица 2.33. Основные параметры поликристаллических ферритов для СВЧ

Иттриевые ферриты-гранаты

Магниевые ферриты

Никелевые ферриты