Современная электроника №2/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 17 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2024 нагреве , в том числе чтобы обеспечить сверхбыстрое уплотнение материалов с различными электрическими харак - теристиками , таких как Ni, ZrO 2 , а так - же MoSi 2 , SiC или даже сложных хими - ческих соединений , как CaCu 3 Ti 4 O 12 . Микроволновое импульсное воздей - ствие изучалось на частоте гиротрона 24 ГГц и частоте магнетрона 2,45 ГГц . Волны СВЧ , создающие электромаг - нитное поле , позволяют сверхбыстро изменять свойства разных материалов и их сплавов , в том числе соединений полупроводника и диэлектриков за счёт биполярного взаимодействия . Особенности мгновенного спекания для получения прикладного результата Воздействие на изменение свойств материалов посредством микровол - новой энергии потенциально пер - спективно для мгновенного спекания металлических порошков и измене - ния свойств различных материалов , причём не только содержащих метал - лы ( и сплавы на их основе ), но даже каменные породы , образованные мно - го веков назад естественными при - родными процессами . При опреде - лённых температурных условиях в вакууме охлаждающие заготовку пото - ки создают температурные градиенты и для материалов NTC, что даёт боль - шие перспективы развития науки и инженерной мысли . В качестве про - стых примеров можно привести изме - нения свойств горных пород ( в области добычи полезных ископаемых и драго - ценных металлов ), повышение степени защиты людей и производств , электро - установок в шахтах и в условиях сейс - мической опасности в районах возмож - ного извержения вулканов . Ещё один практический вариант – горноспаса - тельные работы , а также строитель - ные работы в районах , насыщенных гранитом , в том числе при строитель - стве дорог и тоннелей . Разумеется , сфе - ра применения полезных разработок шире : можно спекать даже глинозём ( что в перспективе позволит осушать болота и труднопроходимые места , дороги в межсезонную распутицу ). К слову , необычные камни автор встречал в центральных и южных районах Румынии . Их называют тро - вантами и условно наделяют черта - ми живых существ . Расщеплять эту породу также удаётся с помощью СВЧ . Строение камня далеко от волшебно - го . Если аккуратно распилить тровант пополам , то можно увидеть отличаю - щиеся по толщине и цвету кольца , как на древесном спиле . В самом центре находится небольшое твёрдое ядро . Слои эти состоят не только из песча - ника . Оттенки разных цветов им при - даёт высокое содержание разных мине - ральных солей . Поэтому , когда камень намокает , он расширяется и « растёт ». Увеличение размеров трованта связа - но с последовательной цементацией песка на его поверхности столетие за столетием , слой за слоем . Так и появ - ляются новые трованты : сначала на поверхности глыбы появляется новый бугорок , увеличивается в размерах , а затем отпадает от материнского кам - ня . Иллюстрация минералов представ - лена на рис . 8. Попытки и результаты расщепления тровантов с помощью СВЧ говорят о том , что мы имеем дело с не описан - ным ранее геологическим процессом . В Румынии трованты используют в качестве строительного и отделочного материала . Кроме того , на деревенских кладбищах юга страны шарообраз - ные глыбы устанавливают в качестве памятников . Самые большие трован - ты под открытым небом достигают 10 метров в высоту . Камни , похожие на трованты , есть и в других местах планеты : в Казахстане , России и даже Лаосе . Они отличаются от румынских по химическому составу и цвету , но очень схожи своими свойствами [4]. Вот и ещё одна идея прикладного применения технологии СВЧ : расще - пление камней и каменных пород с помощью микроволн . На рис . 9 пред - ставлена иллюстрация расщепления минерального состава камня под воз - действием СВЧ . Чтобы добиться успеха в гибридном нагреве , используются токоприёмни - ки из материалов для микроволновой связи , таких как SiC, помогающие ста - билизировать температурное поле и инициировать нагрев диэлектриков ; последние соединяются ( изменяют свою структуру – мгновенно спекают - ся ) только при сверхвысоких темпера - турах . Мгновенное спекание посредством СВЧ - волн контролируется управ - лением электронного контроллера установки СВЧ . Для нагрева диок - сида циркония используется систе - ма ПИД - регулирования и каскадная конфигурация с несколькими токо - приёмниками , специально разрабо - танная для гомогенизации темпера - турного поля [3]. Нагрев индуцируется SiC- приёмниками , а флеш - гибридный нагрев образца обеспечивается плот - ными 3D- печатными приёмниками из диоксида циркония . Исследования Рис . 6. Зависимость изменения свойств разных составов ( материалов ) от температурного воздействия в СВЧ Рис . 7. Графики зависимости облучения СВЧ для разных типов эмалей Область (%) Температура ( ° C) Энергия (eV)