Microwave energy attenuators on the basis of aluminum nitride with high level of microwave energy absorption

(1)

Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 4

8

ÑÂ×-ÒÅÕÍÈÊÀ

ISSN 2225-5818

УДК 621.315:615.5

К. т. н. В. И. ЧАСНЫК

Уêðàèíà, ã. Кèåâ, НИИ «Оðèîí» E-mail: ndiorion@tsua.net

ПОГЛОÒИÒЕЛИ СВЧ-ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ

НИÒРИДА АЛЮМИНИЯ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ

ПОГЛОЩЕНИЯ

Бîëьшèíñòâî êîмïîзèòíыõ мàòåðèàëîâ, ïîãëî-щàющèõ СВЧ-ýíåðãèю, èмåюò êîýффèцèåíò ïî-ãëîщåíèÿ ýëåêòðîмàãíèòíîé ýíåðãèè íà óðîâíå 2,5—4,0 дБ/мм, è òîëьêî â мàòåðèàëå КÒ-30 îí зíàчèòåëьíî âышå è ñîñòàâëÿåò 5,3—7,5 дБ/мм. Одíàêî êîýффèцèåíò òåïëîïðîâîдíîñòè КÒ-30 λ = 5—8 Вт/(м∙К), что совершенно недостаточ -íî дëÿ ïðèмåíåíèÿ åãî â êàчåñòâå ïîãëîòèòåëÿ â ýëåêòðîííыõ ïðèбîðàõ бîëьшîé мîщíîñòè. Òàêàÿ íèзêàÿ òåïëîïðîâîдíîñòь ýòîãî мàòåðèàëà îбóñëîâëåíà òåм, чòî ïîãëîщàющåé фàзîé â íåм ÿâëÿåòñÿ ïîëóïðîâîдíèêîâîå ñîåдèíåíèå Ti3O5, êîòîðîå îбðàзóåòñÿ ïðè âîññòàíîâëåíèè TiO2 â ïðîцåññå ñïåêàíèÿ мàòåðèàëà â âîдîðîдå [1]. Сâîéñòâà ïîëóïðîâîдíèêîâîãî Ti3O5 ñêàзыâà-юòñÿ íà îбщåм ñîïðîòèâëåíèè мàòåðèàëà КÒ-30, которое равно 5∙102 Ом∙м [2]. При этом следует îòмåòèòь, чòî ó бîëьшèíñòâà ïîãëîщàющèõ мà-òåðèàëîâ îбъåмíîå óдåëьíîå ýëåêòðèчåñêîå ñî-ïðîòèâëåíèå ρ ñîñòàâëÿåò 1012_—1013 Ом∙м.

Изâåñòåí мàòåðèàë мàðêè АН-45Ж, îбëàдàю-щий высоким уровнем поглощения (5,0 дБ/мм) и хорошей теплопроводностью (50 Вт/(м∙К)), в êîòîðîм ïîãëîщàющåé фàзîé ÿâëÿюòñÿ чàñòèцы жåëåзà ðàзмåðîм 4—8 мêм. Объåмíîå óдåëьíîå ýëåêòðèчåñêîå ñîïðîòèâëåíèå ýòîãî мàòåðèàëà ðàâíî 103 Ом∙м [3]. Но, к сожалению, АН-45Ж íåëьзÿ èñïîëьзîâàòь â êàчåñòâå ïîãëîòèòåëÿ дëÿ ýëåêòðîííыõ ïðèбîðîâ, ïîñêîëьêó èз-зà íàëè-чèÿ â åãî ñîñòàâå чàñòèц жåëåзà îí ïðîÿâëÿåò мàãíèòíыå ñâîéñòâà, чòî мîжåò âðåдèòь фîêó-ñèðîâêå ýëåêòðîííîãî ïîòîêà â ïðèбîðå СВЧ. Мàòåðèàë ïðèмåíÿåòñÿ â êàчåñòâå

ñîãëàñîâàí-Экспериментально исследованы материалы на основе нитрида алюминия с добавками молибдена или карбида кремния с высокими уровнями поглощения СВЧ-энергии. Приведены значения диэлек-трических характеристик, теплопроводности, объемного удельного электрического сопротивления и коэффициентов поглощения электромагнитной энергии в этих композитах. Установлена взаи-мосвязь между уровнем поглощения и удельным электрическим сопротивлением материала поглоти-теля, а также диэлектрической проницаемостью, тангенсом угла диэлектрических потерь и кон-центрацией поглощающей фазы.

Ключевые слова: объемный поглотитель, коэффициент поглощения электромагнитной энергии, объемное удельное электрическое сопротивление, композит, нитрид алюминия.

íыõ êîàêñèàëьíыõ îêîíåчíыõ íàãðóзîê â èзмå-ðèòåëьíîé àïïàðàòóðå.

Пîõîжèå ñâîéñòâà ïî зàòóõàíèю ïðîÿâëÿюò-ñÿ è â ïîãëîòèòåëÿõ СВЧ-ýíåðãèè â âèдå òîíêèõ ïëåíîê ïîãëîщàющåãî мàòåðèàëà, êîòîðыå íàíî-ñÿò íà îïîðíыå êåðàмèчåñêèå ñòåðжíè, зàêðåïëÿ-ющèå ñïèðàëь â ëàмïå бåãóщåé âîëíы. Аíàëèз îïóбëèêîâàííыõ дàííыõ î âåëèчèíå âíîñèмîãî ïîãîííîãî зàòóõàíèÿ дëÿ дâóõ ñïèðàëьíыõ зà-мåдëÿющèõ ñèñòåм ñ ðàзíымè ðàзмåðàмè, ïðè-âåдåííыõ â [4], ïîêàзыâàåò, чòî мàêñèмàëьíîå ïîãîííîå зàòóõàíèå òîжå ñâÿзàíî ñ óмåíьшåíè-åм ïîâåðõíîñòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïîãëîщàющå-ãî ïîêðыòèÿ.

Из ïðîâåдåííîãî àíàëèзà ñâîéñòâ ïîãëî-òèòåëåé мîжíî ïðåдïîëîжèòь, чòî èõ ñïîñîб-íîñòь ê ïîãëîщåíèю бîëьшèõ óðîâíåé СВЧ-ýíåðãèè íàðÿдó ñ ïîíèжåííым ñîïðîòèâëåíèåм (ρ = (0,5—1,0)∙103_{Ом∙м) не является простой} ñëóчàéíîñòью, òåм бîëåå чòî è ïëåíîчíыå ïîãëî-òèòåëè ïðîÿâëÿюò àíàëîãèчíыå ñâîéñòâà.

Цåëью дàííîé ðàбîòы быëà ïðîâåðêà ýòîãî ïðåдïîëîжåíèÿ, дëÿ чåãî быëè ïðîâåдåíы ýêñ-ïåðèмåíòàëьíыå èññëåдîâàíèÿ мàòåðèàëîâ íà îñíîâå íèòðèдà àëюмèíèÿ ñ дîбàâêàмè мîëèб-дåíà èëè êàðбèдà êðåмíèÿ, ïîëóчåííыõ â òàêèõ óñëîâèÿõ, ïðè êîòîðыõ îíè èмåюò бîëьшîé óðî-âåíь ïîãëîщåíèÿ.

Пàðàмåòðы èзâåñòíыõ è âíîâь ðàзðàбîòàííыõ мàòåðèàëîâ — ïîãëîòèòåëåé СВЧ-ýíåðãèè ïðè-âåдåíы â таблице, à òàêжå íà рис. 1 è 2.

Кîмïîзèòы, зàíèмàющèå â òàбëèцå íîмåðà îò 1 дî 10, быëè ïîëóчåíы ïðè ñâîбîдíîм

(2)

¹

Мàðêà мàòåðèàëà (õèмèчåñêèé

состав)

Мàòåðèàë ïîãëîщàю-щåé фàзы

a*, мêм

Кîëèчåñòâî мàòåðè-àëà ïîãëîщàющåé

фàзы, %

Кîýффèцèåíò

ïîãëî-щåíèÿíà чàñòîòå

9,5—10,5 ГГц l,

Вт/(м∙К)

e

íà чàñòîòå 3,35 ГГц

tgs

íà чàñòîòå 3,35 ГГц

r, Ом∙м

Лèòåðà-òóð íыé

èñòîч-íèê ïî

мàññå

ïî

îбъ-åмó дБ/мм ðàз/мм

1 АН—38М

(AlN, Mo) Mo 1—20 38 16,6 3,1—3,5 2,05—2,2 74—78 22—25 0,006—0,008 1012 [5, 6]

2 _{(AlN, SiC, Mo)}АНМ—КК SiC 3 42 44,5 4,2—4,8 2,6—3,0 47—51 20—21 0,044—0,048 2∙108 _[8]

Mo 2,2 8 2,6

3 _{(AlN, SiC, Mo)}АНМ—КК SiC 3 48 48,7 3,4—4,0 2,2—2,5 51—56 26—27 0,095—0,105 1012 _[8]

Mo 2,2 2 0,6

4 _{(AlN, SiC, Mo)}АНМ—КК SiC 3 46 47,3 3,9—4,5 2,45—2,8 62—68 25—27 0,075—0,085 3∙108 _[8]

Mo 2,2 4 1,3

5 АН—50КК

(AlN, SiC) SiC 5

50 50,5

3,5—3,9 2,2—2,45 38—42 19—21 0,11—0,12 1012

6 АН—50КК_{(AlN, SiC}₎ SiC 3 4,8—5,2 3,0—3,4 33—37 30—32 0,14—0,16 1∙108 _[6]

7 АН—50КК_{(AlN, SiC}₎ SiC 1 6,5—7,1 4,5—5,1 — 36—40 0,21—0,23 5∙105

8 _{(AlN, Mo}АН—40М₎ Mo

1—20 40 18,0

3,3—3,7 2,1—2,3 72—78 30—34 0,008—0,009 1012

9 _{(AlN, Mo}АН—40М₎ Mo 4,3—4,7 2,7—2,9 67—73 41—45 0,009—0,011 5∙109

10 _{(AlN, Mo}АН—40М₎ Mo 5,4—5,8 3,5—3,8 — 50—54 0,06—0,08 4∙105 _[7]

11 _{(AlN, Mo}АН—50М₎ Mo

4—8

50 24,0 3,0 2,0 70 _{(10 ГГц)}48 _{(10 ГГц)}0,005 1012 _[3]

12 АН—45Ж_{(AlN, Fe}₎ Fe 45 25 5,0 3,1 50 _{(10 ГГц)}35 _{(10 ГГц)}0,25 103 _[3]

13 _(AlКÒ—30

2O3, TiO2) TiO2 — 30 — 5,3—8,0 3,4—6,4 5—8

25—40

(10 ГГц) (10 ГГц)0,2—1,0 5∙102 [1, 2]

* Рàзмåð чàñòèц ïîãëîщàющåé фàзы â èñõîдíîм ïîðîшêå

(3)

10

ISSN 2225-5818

êàíèè â ñðåдå àзîòà è íîðмàëьíîм àòмîñфåð-íîм дàâëåíèè. В êàчåñòâå àêòèâèðóющåé дî-бàâêè ïðè ñïåêàíèè âñåõ êîмïîзèòîâ ïðèмåíÿ-ëè îêñèд èòòðèÿ â êîïðèмåíÿ-ëèчåñòâå 4% ïî мàññå. Дëÿ ýòèõ êîмïîзèòîâ â òàбëèцå óêàзàíы мèíèмàëь-íыå зíàчåíèÿ èзмåðåííîãî îбъåмíîãî óдåëьíî-ãî ýëåêòðèчåñêîóдåëьíî-ãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Мàòåðèàëы ñ ρ = 1012 Ом∙м (№ 1, 3, 5, 8, 11) спекались при температуре 1800—1850°С, время выдержки 60 мèí. Кîмïîзèòы ñ ρ = (4—5)∙105 Ом∙м (№ 7, 10) спекались при температуре 1900— 1950°С, время выдержки 120 мин. Для композитов ¹ 2, 3, 4 â [8] ïðèâåдåíы дàííыå дëÿ ïîãëîщå-íèÿ è êîýффèцèåíòà òåïëîïðîâîдíîñòè, à дëÿ êîмïîзèòà ¹ 10 â [7] ïðèâåдåí òîëьêî êîýффè-цèåíò ïîãëîщåíèÿ.

Рàññмîòðèм âзàèмîñâÿзь ïîãëîщåíèÿ è îбъ-åмíîãî óдåëьíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ â èññëåдóåмыõ мàòåðèàëàõ, èñïîëьзóÿ ïðèâåдåííыå â òàб ëèцå дàííыå.

Из ðèñ. 1, а âèдíî, чòî ñóщåñòâóюò òðè ãðóï-ïы мàòåðèàëîâ — ïîãëîòèòåëåé СВЧ-ýíåðãèè, зíàчèòåëьíî îòëèчàющèõñÿ êàê ïî óðîâíю ïî-ãëîщåíèÿ, òàê è ïî âåëèчèíå îбъåмíîãî óдåëь-íîãî ýëåêòðèчåñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Мàòåðèàëы

одной группы (№ 1, 3, 5, 8, 11) име -юò óдåëьíîå ñîïðîòèâëåíèå 1012_Ом∙м (чòî ñîîòâåòñòâóåò ñîïðîòèâëåíèю êå-рамических изоляторов) и коэффици -åíò ïîãëîщåíèÿ îò 3,0 дî 4,0 дБ/мм, материалы второй (№ 7, 10) — со -противление (4—5)∙105 Ом∙м и вы -ñîêèé óðîâåíь ïîãëîщåíèÿ 5,4— 7,1 дБ/мм. Сîïðîòèâëåíèå è óðîâåíь ïîãëîщåíèÿ мàòåðèàëîâ òðåòьåé ãðóï-пы (№ 2, 4, 6, 9) занимают промежу -òîчíыå зíàчåíèÿ.

Аíàëèз ðèñ. 1 ïîêàзàë, чòî åñëè êîýффèцèåíò ïîãëîщåíèÿ СВЧ-ýíåðãèè âыðàзèòь â ðàзàõ íà мм, òî ïðîÿâëÿåòñÿ îïðåдåëåííàÿ ñâÿзь мåж-дó óðîâíåм ïîãëîщåíèÿ è âåëèчèíîé ýëåêòðèчåñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Кàê âèдíî èз ðèñ. 1, б, óðîâíè ïîãëîщåíèÿ ðàññмîòðåííыõ мàòåðèàëîâ-ïîãëîòèòåëåé íàõîдÿòñÿ мåждó êðè-âымè 1 è 2, êîòîðыå îïèñыâàюòñÿ ñîîòíîшåíèåм

L•n = const, (1)

ãдå L — êîýффèцèåíò ïîãëîщåíèÿ, âыðàжåí-íыé â ðàз/мм, à n — ïîêàзàòåëь ñòåïåíè ïðè îñíîâàíèè 10 дëÿ îбъåмíîãî óдåëьíîãî ýëåêòðè-чåñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρ в Ом∙м. Для кривой 1 L•n = 30, à дëÿ êðèâîé 2 L•n = 20.

Рàññмîòðèм âëèÿíèå дèýëåêòðèчåñêîé ïðî-íèцàåмîñòè íà ïîãëîщåíèå è дèýëåêòðèчåñêèå ïîòåðè íà ïðèмåðå êîмïîзèòîâ íà îñíîâå êåðà-мèêè èз íèòðèдà àëюмèíèÿ ñ дîбàâêàмè êàðбè-да кремния AlN—SiC (№ 5, 6, 7) и молибдена AlN—Mo (№ 8, 9, 10).

Кàê âèдíî èз ðèñ. 2, а, â èññëåдîâàííыõ ïî-ãëîòèòåëÿõ ñóщåñòâóåò îдíîзíàчíàÿ зàâèñèмîñòь — бîëьшåмó óðîâíю ïîãëîщåíèÿ ñîîòâåòñòâóåò бîëьшåå зíàчåíèå дèýëåêòðèчåñêîé ïðîíèцàåмî-ñòè. Аíàëîãèчíî âåдåò ñåбÿ è òàíãåíñ óãëà дèý-ëåêòðèчåñêèõ ïîòåðь (ñм. ðèñ. 2, б). При оди -íàêîâîé дèýëåêòðèчåñêîé ïðîíèцàåмîñòè ïîãëî-òèòåëè ñ дîбàâêîé êàðбèдà êðåмíèÿ èмåюò

бîëь-Рèñ. 1. Зíàчåíèÿ êîýффèцèåíòà ïîãëîщåíèÿ L (а — â дБ/мм, б — в раз/мм) и соответствующее ему îбъåмíîå óдåëьíîå ýëåêòðèчåñêîå ñîïðîòèâëåíèå дëÿ мàòåðèàëîâ, ïðèâåдåííыõ â òàбëèцå (цèфðы

ñîîòâåò-ствуют порядковому номеру материала) 8 7 6 5 4 3

100 ₁₀2 ₁₀4 ₁₀6 ₁₀8 ₁₀10 ₁₀11

ρ, Ом⋅м

L, дБ/мм 7 6 5 4 3 2

100 ₁₀2 ₁₀4 ₁₀6 ₁₀8 ₁₀10 ₁₀11

ρ, Ом⋅м

L, ðàз/мм 3,5 11 13 12 10 7 2 4 6 9 1,8 3,5 11 13 12 10 7 2 4 6 9 1,8 2 1 а) б)

Рèñ. 2. Зàâèñèмîñòь êîýффèцèåíòà ïîãëîщåíèÿ (а) и тангенса óãëà дèýëåêòðèчåñêèõ ïîòåðь tgδ (б) от диэлектрической про

-íèцàåмîñòè ε в AlN—SiC (№ 5, 6, 7) и AlN—Mo (№ 8, 9, 10) 8 7 6 5 4 3 L, дБ/мм

20 30 40 50 ε

8 7 6 5 4 3

20 30 40 50 ε

(4)

шèé óðîâåíь ïîãëîщåíèÿ, чåм ïîãëîòèòåëè ñ дî-бàâêîé мîëèбдåíà, à ïðè îдíîм è òîм жå ïîãëî-щåíèè дèýëåêòðèчåñêàÿ ïðîíèцàåмîñòь ó íèõ мåíьшå. Нàïðèмåð, ïðè ε = 32 дëÿ AlN—SiC (№ 6) L = 5,0±0,2 дБ/мм, à дëÿ AlN—Mo (№ 8) L = 3,5±0,2 дБ/мм.

Пîдâîдÿ èòîã ïðîâåдåííым èññëåдîâàíèÿм мàòåðèàëîâ-ïîãëîòèòåëåé, мîжíî ñдåëàòь âы-âîд î òîм, чòî ïîãëîщåíèå âñåãдà ïðÿмî ïðî-ïîðцèîíàëьíî дèýëåêòðèчåñêîé ïðîíèцàåмîñòè è òàíãåíñó óãëà дèýëåêòðèчåñêèõ ïîòåðь è îб-ðàòíî ïðîïîðцèîíàëьíî óдåëьíîмó ýëåêòðèчå-ñêîмó ñîïðîòèâëåíèю.

Изâåñòíî, чòî óðîâåíь ïîãëîщåíèÿ СВЧ-ýíåðãèè â дâóõфàзíыõ êîмïîзèòàõ óâåëèчèâà-åòñÿ ñ ðîñòîм êîíцåíòðàцèè ïðîâîдÿщåé фàзы. Учèòыâàÿ ýòó зàêîíîмåðíîñòь, мîжíî зàïèñàòь ñëåдóющåå ñîîòíîшåíèå:

L ≈cε tgδ/ρ, (2)

ãдå c — êîíцåíòðàцèÿ ïðîâîдÿщåé фàзы â % ïî îбъåмó.

Соотношение (2) позволяет по известным зíàчåíèÿм êîíцåíòðàцèè ïîãëîщàющåé фàзы, дèýëåêòðèчåñêîé ïðîíèцàåмîñòè, òàíãåíñà ïî-òåðь è ýëåêòðèчåñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êîмïîзè-òà îцåíèòь âåëèчèíó ïîãëîщåíèÿ â íåм, à êîмïîзè- òàê-жå ñðàâíèòь мåждó ñîбîé ðàзíыå мàòåðèàëы ïî-ãëîòèòåëåé дëÿ èõ èñïîëьзîâàíèÿ â ðàзðàбàòы-âàåмыõ СВЧ-ïðèбîðàõ ñðåдíåé è âыñîêîé âы-õîдíîé мîщíîñòè.

***

В ðåзóëьòàòå ïðîâåдåííыõ ýêñïåðèмåíòàëь-íыõ èññëåдîâàíèé óñòàíîâëåíî, чòî дëÿ мàòå-ðèàëîâ — ïîãëîòèòåëåé СВЧ-ýíåðãèè ñóщåñòâó-åò ðàзãðàíèчåíèå ïî óðîâíю ïîãëîщåíèÿ è ñîîò-âåòñòâóющåмó ýòîмó óðîâíю îбъåмíîмó óдåëь-íîмó ýëåêòðèчåñêîмó ñîïðîòèâëåíèю. Еñëè íå-îбõîдèмî, чòîбы мàòåðèàë ïîãëîòèòåëÿ ïðîÿâ-ëÿë ñâîéñòâà дèýëåêòðèêà, ò. å. èмåë ñîïðîòèâ-ëåíèå 1012 Ом∙м, то в этом случае поглощение бóдåò íà óðîâíå 3,5±0,5 дБ/мм. Еñëè жå ãëàâ-íым òðåбîâàíèåм ê мàòåðèàëó ÿâëÿåòñÿ

мàêñè-мàëьíîå ïîãëîщåíèå 6,5±1,0 дБ/мм, òî ïðè ýòîм åãî îбъåмíîå óдåëьíîå ýëåêòðèчåñêîå ñîïðîòèâ-ление будет равно (4—5)∙105_Ом∙м.

Обíàðóжåííîå ïîñòîÿíñòâî ïðîèзâåдåíèÿ L∙n ïîзâîëÿåò ïðîãíîзèðîâàòь мèíèмàëьíыé è мàê-ñèмàëьíыé óðîâíè ïîãëîщåíèÿ СВЧ-ýíåðãèè â дâóõфàзíыõ êîмïîзèòàõ íà îñíîâå íèòðèдà àëю-мèíèÿ ñ дîбàâêàмè мîëèбдåíà èëè êàðбèдà êðåм-íèÿ, èñõîдÿ èз èзмåðåííîãî îбъåмíîãî ýëåêòðè-чåñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСÒОЧНИКИ

1. Пàâëîâà М. А., Рыбêèí В. Н., Нåмîãàé И. К. Пîãëîòèòåëè СВЧ-ýíåðãèè è èõ ñîåдèíåíèÿ ñ мåòàëëàмè // Эëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Сåð. 1. СВЧ-òåõíèêà.— 2009.— Выï. 4.— С. 42—47.

2. ÒСО.027.029 ÒУ. Òåõíèчåñêèå óñëîâèÿ íà мàòåðè-àë КÒ-30.

3. Бóõàðèí Е. Н., Вëàñîâ А. С., Аëåêñååâ А. А. Нîâыå âыñîêîòåïëîïðîâîдíыå îбъåмíыå СВЧ-ïîãëîòèòåëè // Эëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Сåð. Мàòåðèàëы.— 1988.— Выï. 6.— С. 66—70.

4. Пîздíÿêîâ Л. В., Сåëèõîâà Ò. Ю. Пîãëîòèòåëè ýíåðãèè â ýëåêòðîâàêóóмíыõ СВЧ-ïðèбîðàõ. Ч. ІІ. Мåòîдèêà ðàñчåòà è èзмåðåíèÿ // Обзîðы ïî ýëåêòðîí-íîé òåõíèêå. Сåð. 1. Эëåêòðîíèêà СВЧ.— Мîñêâà: ЦНИИ «Эëåêòðîíèêà», 1978.— Выï. 3.— 72 ñ.

5. Чàñíыê В.И. Вëèÿíèå ñòðóêòóðíîé èåðàðõèè чàñ-òèц ïðîâîдÿщåé фàзы â мàòåðèàëå îбъåмíîãî ïîãëîòèòåëÿ íà ïðîцåññ ïîãëîщåíèÿ СВЧ-ýíåðãèè // Эëåêòðîíèêà è ñâÿзь.— 2011.— ¹ 1.— С. 43—47.

6. Чàñíыê В.И., Фåñåíêî И.П. Òåïëîïðîâîдíîñòь âíó-òðèâàêóóмíыõ îбъåмíыõ ïîãëîòèòåëåé СВЧ-ýíåðãèè // Òåõíèêà è ïðèбîðы СВЧ.— 2011.— ¹ 2.— С. 47—51.

7. Chasnyk V.I. High absorption of the microwave energy in a system with strongly elongated molybdenum grains in aluminum nitride matrix at frequences of 9,5—10,5 GHz // J. Super. Mat.— 2012.— Vol. 34, N 1.— P. 71—73.

8. Чàñíыê В. И., Фåñåíêî И. П. Пîãëîòèòåëè СВЧ-ýíåðãèè ñ âыñîêîé òåïëîïðîâîдíîñòью íà îñíîâå íèòðèдà àëюмèíèÿ è êàðбèдà êðåмíèÿ ñ дîбàâêàмè мîëèбдåíà // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòó-ðå.— 2014.— ¹ 1.— С. 11—14.

Äата поступления рукописи в редакцию 10.05 2014 г.

В. І. ЧАСНИК

Уêðàїíà, м. Кèїâ, НДІ «ОРІОН». E-mail: ndiorion@tsua.net

ПОГЛИНАЧІ НВЧ-ЕНЕРГІЇ НА ОСНОВІ НІÒРИДУ АЛЮМІНІЮ

З ВИСОКИМ РІВНЕМ ПОГЛИНАННЯ

Представлено результати експериментальних досліджень композитів на основі нітриду алюмінію з до-бавками молібдену та карбіду кремнію з високим поглинанням НВЧ-енергії. Показано, що в об’ємных по-глиначах існує взаємозв’язок між високим рівнем поглинання та питомим об’ємним електричним опором

матеріалу: максимальному поглинанню 6,5±1,0 дБ/мм відповідає опір (4—5)∙105_{Ом∙м. Для матеріалу}

поглинача з властивостями діелектрика з опором 1012_{Ом∙м рівень поглинання дорівнює 3,5±0,5 дБ/мм.}

(5)

12

ISSN 2225-5818 V. I. CHASNYK

Ukraine, Kiev, RDI “Orion” E-mail: ndiorion@tsua.net

MICROWAVE ENERGY ATTENUATORS ON THE BASIS OF ALUMINUM

NITRIDE WITH HIGH LEVEL OF MICROWAVE ENERGY ABSORPTION

Results of experimental studies of aluminum nitride based composites with addition of silicon carbide and molybdenum having high microwave absorption are presented. The interconnection between high level of absorption and volume electrical resistance was observed: maximum absorption of 6.5±1,0 dB/mm corresponds

to the electrical resistance of (4—5)∙105_{Ohm∙m. Level of absorption of 3.5±0,5 dB/mm is revealed for the}

dielectric material with electrical conductivity of 1012_{Ohm∙m. The patterns detected during the study allow}

to predict the minimum and maximum levels of absorption of microwave energy in the two-phase composites based on aluminum nitride with molybdenum or silicon carbide, based on the measured volume of electrical resistance.

Keywords: volume attenuators, absorption factor of electromagnetic energy, composite, volume electrical resistance, aluminum nitride.

REFERENCES

1. Pavlova M. A., Rybkin V. N., Nemogai I. K. [Microwave energy absorbers and their compounds with metals]. Elektronnaya tekhnika. Ser. 1. SVCh-tekhnika,

2009, iss. 4, pp. 42-47. (in Russian)

2. ÒСО.027.029 ÒУ. [Technical specifications for CT-30 material]

3. Bukharin E. N., Vlasov A. S., Alekseev A. A. [New highly voluminous microwave absorbers]. Elektronnaya tekhnika. Ser. Materialy, 1988, iss. 6, pp. 66-70.

(in Russian)

4. Pozdnyakov L. V., Selikhova T. Yu. [Energy absorbers in vacuum microwave devices. Chapter II. Methods for calculating and measuring] Obzory po elektronnoi tekhnike. Ser. 1. Elektronika SVCh, 1978. iss. 3, 72 p. (in Russian)

5. Chasnyk V.I. [The impact of structural hierarchy of particles of conducting phase in the volume absorber material on the absorption process of microwave energy]. Elektronika i svyaz', 2011, no 1, pp. 43-47. (in Russian)

6. Chasnyk V.I., Fesenko I.P. [Thermal conductivity of vacuum volume attenuators of microwave energy]. Tekhnika i pribory SVCh, 2011, no 2, pp. 47-51. (in Russian)

7. Chasnyk V.I. High absorption of the microwave energy in a system with strongly elongated molybdenum grains in aluminum nitride matrix at frequences of 9,5—10,5 GHz. J. Super. Mat., 2012, vol. 34, no 1, pp. 71-73.

8. Chasnyk V. I., Fesenko I. P. [Microwave energy attenuators of high thermal conductivity based on AlN and SiC with addition of molybdenum]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature, 2014, no 1,

pp. 11-14. (in Russian)

DOI: 10.15222/TKEA2014.4.08 UDC 621.315:615.5

ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ

Гилмор-мл. À. Ñ. Лампы с бегущей волной.— Ìîñêâà: Òåõíîñôåðà, 2013.

Кíèãà îñíîâàíà íà мàòåðèàëàõ ëåêцèé è ñåмèíàðîâ ïî СВЧ-ëàмïàм, êîòîðыå àâòîð мíîãîêðàòíî ïðåдñòàâëÿë â âåдóщèõ фèðмàõ è óíèâåðñèòåòàõ США. В íåé ñîñðåдîòîчåíы бàзî-âыå зíàíèÿ ïî òåîðèè è òåõíèêå íàèбîëåå âîñòðåбîâàííîãî â òåчåíèå мíîãèõ, â òîм чèñëå è ïîñëåдíèõ дåñÿòèëåòèé,

ïðè-бора — лампы с бегущей волной (ЛБВ). Книга написана до

-ñòóïíым дëÿ шèðîêîãî êðóãà чèòàòåëåé è îбðàзíым ÿзыêîм, мåòîдèчåñêè ñбàëàíñèðîâàíà. Шèðîêî èñïîëьзóåмыå цèòàòы èз ðàбîò èзâåñòíыõ ñïåцèàëèñòîâ è îбшèðíàÿ бèбëèîãðàфèÿ ñïîñîбñòâóюò бîëåå ãëóбîêîмó âîñïðèÿòèю èзëàãàåмîãî мàòå-ðèàëà. Кíèãà мîжåò быòь ïîëåзíà êàê дëÿ ïîдãîòîâêè