يتم اختبار السيراميك مع خصائص محسنة من قبل علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية. يمكن استخدام المادة في أجهزة الإرسال المزدوجة لهوائيات - MIMO لمحطات 5G ، مما يحسن خصائص الإرسال الخاصة بها. كان الاختبار الأول للعينات ناجحًا ، ولكن لا يزال أمام البحث عدد من الاختبارات في المستقبل ، بما في ذلك التجارب ذات التركيب الكيميائي المتغير. نُشر مقال عن تطوير عينات جديدة من السيراميك المقاوم للحرارة في إحدى المجلات المرموقة للربع الأول ، «Journal of Materials Chemistry C»C.
مع تطور التكنولوجيا ، أصبحت المعدات الإلكترونية أصغر حجمًا ، بينما يتلقى المطورون طلبًا لزيادة سرعة نقل المعلومات وحجمها. للوهلة الأولى ، يمكن تلبية المتطلبات المتضاربة بهوائيات مصغرة. اليوم ، يتزايد عدد الأجهزة التي تستقبل وتنقل الموجات الراديوية. تحظى الهوائيات بشعبية خاصة مع العديد من المدخلات والمخرجات (MIMO). ويرجع ذلك إلى وصول الجيل الخامس من محطات الإرسال والاستقبال (5G). في المستقبل القريب ، وفقًا لعلماء من جامعة ولاية جنوب الأورال ، سيتم استخدام ما يصل إلى 128 هوائي MIMO مصغر في الأجهزة الحديثة.
يحتوي كل جهاز من هذه الأجهزة على وحدة الطباعة على الوجهين - مرشح فصل التردد. وبناءً على ذلك ، سيزداد الطلب عليها مع زيادة عدد الهوائيات. وفقا للخبراء ، يفضل المرشحات الخزفية السيراميك. مقارنة بالفلاتر المعدنية المجوفة ، التي لا تزال تستخدم ، على سبيل المثال ، من قبل ZTE و Nokia ، فإن أجهزة السيراميك أصغر حجمًا ووزنًا ، ولكن لها عامل Q مرتفع.
تلعب المواد التي تصنع منها المرشحات دورًا مهمًا في كفاءة عملهم. لذلك ، طور علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية نسختهم الخاصة من السيراميك المقاوم للحرارة. كان يعتمد على أكاسيد عازلة معقدة - واحدة من أكثر المواد شعبية حتى الآن.
.jpg)
صورة العينات ومؤشراتها
«البساطة النسبية للتركيب ، وإمكانية تغير معلمات الميكروويف بسبب التغيرات في التركيب الكيميائي في مجموعة واسعة من التركيزات ، إلى جانب الاستقرار الكيميائي العالي والخصائص العازلة المطلوبة تجعل من الممكن اعتبار الأكاسيد المعقدة أكثر المناطق الواعدة لمرنانات الهوائي". تكنولوجيا النانو »,- وأوضح باحث كبير في مختبر نمو البلورات بمركز العلوم التعليمي في جامعة جنوب الأورال الحكومية سيرجي تروخانوف.
تم الحصول على عينات من السيراميك في مركز العلوم التعليمي «تقنية النانو». يتعامل مركز البحث هذا مع أبحاث علم المواد على كل من المواد النانوية والمواد المستخدمة على نطاق واسع ، بما في ذلك السيراميك. طورت الجامعة طريقة لتركيب الأكاسيد المعقدة عن طريق تفاعلات المرحلة الصلبة - خلط المواد الصلبة. أضاف الباحثون V2O5 (أكسيد الفاناديوم) و CuO-B2O3 (مستقلب النحاس) كمثبط ، وبالتالي خفض درجة حرارة التلبيد للسيراميك. في العينات ، تم إعطاء توزيع حجم الحبوب التجانس ، أي توفير التوحيد. كانت كثافة الحبوب أعلى أيضًا.
«في مختبر جامعة جنوب الأورال الحكومية ، تم تقييم الخصائص الهيكلية والديناميكية الكهربائية للعينات في نطاقات تردد ودرجات حرارة واسعة. تم إنشاء علاقة بين استخدام إضافات أكسيد مختلفة والخصائص الفيزيائية للمواد التي تم الحصول عليها. لقد درس زملاؤنا من الصين خصائص الهوائي للمواد المصنعة. تم الحصول على بيانات عن استقرار درجة الحرارة وخسائر منخفضة للغاية في المادة المدروسة. لقد أظهر هوائي نموذجي مصنوع من مرنان عازل مصنوع من السيراميك لدينا أداءً جيدًا»,- قال سيرجي تروخانوف.
.jpg)
الصورة: سيرجي تروخانوف ، باحث أول ، مختبر النمو البلوري ، «تقنية النانو» بمركز العلوم التعلمي
كما شارك في الدراسة علماء من الهند ومناطق أخرى من الاتحاد الروسي. وفقا للباحث سيرجي تروخانوف ، من خلال التعاون الدولي ، يمكنك الحصول على نتائج مثيرة للاهتمام ومطلوبة ، حيث تتضافر قدرات الفرق المختلفة.
دراسة الخزف الجديد ، التي قام بها فريق من العلماء ، تعتزم الاستمرار. سوف تختلف التركيبة الكيميائية لزيادة الخصائص المطلوبة. ينوي الباحثون تحسين إضافات المواد الانصهار منخفضة الذوبان في التركيب والتركيز ، لدراسة علاقة المعلمات المجهرية وخصائص الموجات الدقيقة.
الآن النتائج ذات أهمية أساسية ، ووفقًا للعلماء ، من السابق لأوانه الحديث عن التنفيذ العملي. ومع ذلك ، فإن الباحثين واثقون من أن عملهم سوف ينجح في المستقبل ، وسيتم استخدام المواد التي تم الحصول عليها في تقنيات الهوائي.
البحث في مجال علم المواد هو أحد الاتجاهات الاستراتيجية الثلاثة لتطوير الأنشطة العلمية والتعليمية لجامعة ولاية جنوب الأورال إلى جانب الصناعة الرقمية والبيئة.
جامعة جنوب الأورال الحكومية هى مشارك في مشروع 5-100 ، المصمم لزيادة القدرة التنافسية للجامعات الروسية بين المراكز البحثية والتعليمية الرائدة في العالم.