|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Однодоменные частицы гексаферрита стронция с высокой степенью замещения железа на алюминийдипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Трусов Лев Артемович
- Автор: Горбачев Евгений Андреевич
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова, Факультет наук о материалах
- Год защиты: 2018
- Аннотация: Увеличение коэрцитивной силы (HC) магнитных ферритов – очень важная, но сложная задача, решение которой необходимо для расширения области их применения. Частичное замещение атомов железа в структуре гексаферритов М-типа на алюминий 63 (MFe12-xAlxO19, M = Pb, Ba, Sr) долгое время вызывало интерес ученых возможностью регулирования коэрцитивной силы материала в широких пределах. Однако для получения гексаферритов с высоким содержанием алюминия (x > 2), необходимо проведение синтеза при высоких температурах, что, как правило, приводит к образованию полидоменных частиц и падению коэрцитивной силы. Таким образом, до недавнего времени не было получено гексаферритов с HС выше 13 кЭ. В 2012 году было сообщено о получении гексаферрита SrFe8Al4O19 c HC = 18.1 кЭ, однако намагниченность насыщения данного материала была существенно ниже теоретической. Целью настоящей работы является получение однодоменных частиц гексаферрита стронция с высокими степенями замещения ионов железа алюминием и изучение их магнитных свойств. Были поставлены следующие задачи: 1) разработать методику синтеза однофазных образцов SrFe12-xAlxO19 и Sr1-x/12Cax/12Fe12-xAlxO19 (x = 0 – 6) с однодоменными частицами; 2) определить фазовый состав образов и морфологию частиц в зависимости от химического состава шихты, температуры и продолжительности отжига; 3) исследовать магнитные свойства полученных образцов: магнитные гистерезисы, температуры Кюри, поглощение миллиметрового электромагнитного излучения; 4) установить особенности кристаллической структуры образов в зависимости от состава и определить их влияние на магнитные свойства. Для синтеза образцов была разработана модификация цитратно-нитратного метода гомогенизации. Лимонную кислоту и нитраты металлов (Sr, Ca, Fe, Al) в мольном соотношении 3:1 растворяли в дистиллированной воде. Далее растворы подвергали упариванию на песчаной бане. При этом происходило самовозгорание цитратного расплава. Полученный пористый прекурсор отжигали в платиновом тигле при температурах 900 – 1400°С и различных временах выдержки. Магнитные гистерезисы были получены методами СКВИД- и вибрационной магнетометрии в магнитных полях до 9 Тл при 5 – 300 К. Кристаллическая и магнитная структуры образов были исследованы с помощью порошковой дифракции синхротронного рентгеновского (ESRF, Гренобль, НИЦ КИСИ), а также нейтронного (ФДВР, ОИЯИ, Дубна) излучений. Поглощение миллиметрового излучения было изучено с помощью терагерцовой спектроскопии в диапазоне 100 – 400 ГГц. Размеры полученных частиц гексаферритов варьируются в интервале от 50 до 600 нм, что меньше критического диаметра магнитного домена для гексаферрита. Увеличение содержания алюминия в гексаферрите приводит к падению намагниченности насыщения, росту коэрцитивной силы и частоты ферромагнитного резонанса (ФМР). В серии Sr1-x/12Cax/12Fe12-xAlxO19 коэрцитивная сила достигает 36 кЭ, а частота ФМР 250 ГГц. Образцы, содержащие кальций, проявляют значительно более высокие коэрцитивные силы при той же намагниченности насыщения. Для образца Sr0.54Ca0.46Fe6.5Al5.5O19 с уменьшением температуры коэрцитивная сила проходит через максимум при 180 К, достигая 42 кЭ, что на 17% выше, чем при комнатной температуре. Ориентирование частиц данного образца в полимере приводит к росту HС до 40 кЭ при MR/MS = 0.9. Таким образом, были получены однодоменные частицы гексаферритов SrFe12-xAlxO19 и Sr1-x/12Cax/12Fe12-xAlxO19 (x = 0 – 6), которые проявляют рекордные среди ферритов значения коэрцитивной силы и частоты ФМР.
- Добавил в систему: Трусов Лев Артемович