Синтез магнитных кальцийсодержащих гексагональных ферритов бария

И. Н. Иваненко$^{1}$, Т. А. Донцова$^{1}$, И. М. Астрелин$^{1}$, А. Е. Перекос$^{2}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 11.05.2016. Скачать: PDF

В статье описана попытка синтеза магнитного кальцийсодержащего гексагонального феррита с применением трёх различных методик: термической обработки механической смеси оксидов, термического разложения твёрдой смеси солей, полученной выпариванием их водного раствора, а также совместного соосаждения оксалатов. В ходе синтеза варьировали температуру и атмосферу последней стадии – высокотемпературной обработки. Прокаливание получаемых сухих смесей проводили при температурах 700, 900 и 1000°C на воздухе и в инертной атмосфере. На СЭМ-изображении структура феррита хорошо прослеживается лишь в образце, который был получен методом выпаривания растворов солей. Рентгеноструктурный анализ образцов, полученных при температуре 1000°C в инертной среде, показал, что при применении метода спекания оксидов превалирует фаза $\alpha$-Fe$_{2}$O$_{3}$, а при выпаривании растворов солей – феррит состава Ca$_{0,5}$Ba$_{0,5}$Fe$_{12}$O$_{19}$. При сравнении дифрактограмм образцов, полученных одним методом с заключительной термообработкой при 1000°C на воздухе и в инертной среде, какой-либо разницы ни в фазовом, ни в элементном составе не обнаружено, что свидетельствует об отсутствии влияния атмосферы прокаливания на ход процесса ферритообразования. При сравнении дифрактограмм образцов, синтезированных методом выпаривания растворов солей, можно сделать вывод, что в образцах, которые прокаливались при температурах 700 и 900°C, преобладает оксидная составляющая, а феррита почти нет. Таким образом, нагрева до температур 700—900°C не достаточно для инициирования процесса ферритообразования. Из анализа данных измерений на магнитометре Штейнберга следует, что магнитные характеристики образцов, синтезированных методом спекания оксидов и соосаждения оксалатов, в 3—4 раза ниже, чем для образцов, полученных выпариванием растворов соответствующих солей. Значения удельной намагниченности и коэрцитивной силы образцов возрастают при повышении температуры обработки от 700 до 900°C, а затем несколько снижаются, причём для образцов, полученных как в инертной атмосфере, так и на воздухе. Экспериментально доказано, что для производства Са-, Ba-ферритов с магнитными свойствами наиболее эффективным является метод выпаривания растворов солей.

Ключевые слова: кальцийсодержащие гексагональные ферриты, ферритообразование, магнитные свойства.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i06/0751.html

PACS: 75.30.Cr, 81.05.Je, 81.10.St, 81.16.Be, 81.20.Fw, 81.40.Rs, 87.64.kx, 87.85.J-


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. R. B. Khomane, C. C. Chauhan, S. K. Menon, and B. D. Kulkarni, J. Magn. Magnetic Mater., 320, No. 6: 1095 (2008). Crossref
  2. B. J. Palla and D. O. Shah, Preparation of Nanoparticles of Barium Ferrite from Precipitation in Microemulsions (Gainesville, FL, USA: Dept. of Chemical Engineering, University of Florida: 2009), p. 12.
  3. Z. Z. Zyman, M. V. Tkachenko, and D. V. Polevodin, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 19: 2819 (2008). Crossref
  4. Н. В. Ткаченко, Л. П. Ольховик, А. С. Камзин, ФТТ, 53, вып. 8: 1512 (2011).
  5. Н. В. Ткаченко, Л. П. Ольховик, А. С. Камзин, Письма в ЖТФ, 37, вып. 11: 7 (2011).
  6. Л. П. Ольховик, Н. М. Борисова, Е. Я. Леватан, А. А. Коваль, Вісник Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», № 651: 8 (2005).