Синтез и термический анализ гексаферрита бария и бария свинца

Синтез и термический анализ гексаферрита бария и бария свинца

Описаны методы получения кристаллов гексаферрита бария и бария свинца, получена температура Кюри для образцов BaFe12O19,   Ba0,9Pb0,1Fe12O19 и Ba0,3Pb0,7Fe12O19.

Авторы публикации

Рубрика

Технические науки

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 2 (4), Февраль ‘21

Поделиться

На сегодняшний день в промышленности магнитных материалов важное место занимают гексаферриты благодаря своей высокой химической и термической стабильности [1]. Гексаферрит бария используется в качестве материала при изготовлении запоминающих устройств [2]. В настоящее время BaFe12O19 применяют в различных микроволновых исследованиях из-за  возможности изменять его структурные и магнитные свойства путем легирования [3,4]. В частности, настраиваемые резонаторы и изоляторы  были разработаны с использованием пленок из гексаферритовых материалов.

При изучении возможности синтеза чистых или замещенным гексаферритовых материалов до настоящего времени был разработан ряд методов. Наиболее часто используемыми являются золь-гелевый гидротермический метод, метод автосгорания, механическая активация [3], метод механического легирования и керамический метод. Кроме этого, существует ряд методов выращивания таких кристаллов, например, твердотельное монокристаллическое выращивание, потоковое выращивание  и технологии с плавающей зоной.

При конструировании реальных электронных устройств важными характеристиками являются тепловое расширение и температура Кюри BaFe12O19 [3]. Тепловое расширение зависит от кристаллографических направлений и может быть исследовано только с использованием монокристалла.

Монокристаллы гексаферрита бария-свинца выращивают из оксидов свинца и железа, а также карбоната бария по методу затравки. Смесь в стехиометрическом соотношении: компоненты гексаферрита бария и оксида свинца в виде флюса измельчали ​​в агатном растворе и заливали в 30 мл платиновый тигель. Тигель помещали в печь, оборудованную резистивным нагревателем. Для гомогенизации расплава печь необходимо поддерживать на уровне 1260°C в течение 3 часов, затем охладить до 900°С и только после этого отключить печь. Выращенные кристаллы отделяют от затвердевшего расплава путем выщелачивания в горячей азотной кислоте [3].

В качестве объектов исследования были выбраны три образца: BaFe12O19,   Ba0,9Pb0,1Fe12O19 и Ba0,3Pb0,7Fe12O19.

Температуры Кюри для этих образцов измеряли с помощью дифференциального сканирования калориметра (ДСК). Температура Кюри является характеристикой фазового перехода второго рода. Ферромагнитные и парамагнитные модификации образцов имеют различные теплоемкости. Пик кривой ДСК соответствует этому переходу. Поэтому измерения ДСК достаточны для определения температуры Кюри. Результаты измерений представлены на рис.1.

Рисунок 1 Кривые ДСК для исследуемых образцов BaFe12O19,   Ba0,9Pb0,1Fe12O19 и Ba0,3Pb0,7Fe12O19.

Таблица 1[1]

Температура Кюри для исследуемых образцов

BaFe12O19,   Ba0,9Pb0,1Fe12O19 и Ba0,3Pb0,7Fe12O19.

Формула

ТК°С

BaFe12O19

457

Ba0,9Pb0,1Fe12O19

435

Ba0,3Pb0,7Fe12O19

446

 

При этом в монокристаллах происходит анизотропия теплового расширения. Возможно, возникновение сложной кривой расширения вдоль осей объясняется магнитным разупорядочением вблизи температуры Кюри.

Список литературы

    1. Pullar R.C. Hexagonal ferrites: A review of the synthesis, properties and applications of hexaferrite ceramics / R.C. Pullar // Progress in Materials Science. – 2012. – № 57. – p. 1191-1334
    2. V.V. Pankov, Modified aerosol synthesis for nanoscale hexaferrite particles preparation, Mater. Sci. Engineering. – A224 (1997). – p. 101-106.
    3. Винник, Д.А. Получение монокристаллов гексаферрита бария свинца из раствора / Д.А. Винник // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». – 2016. – Т. 16, №1. – С. 7-12.

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 2 дня до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary