Регистрация / Вход
Прислать материал

Особенности синтеза гексагонального феррита бария в пучке ускоренных электронов

ФИО
Миронович Андрей Юрьевич
Электронная почта
c03c2aamironovich24@gmail.com
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Технологии материалов электроники
ФИО научного руководителя
д. г.-м.н. Коровушкин Владимир Васильевич
Академическая группа
МКТ-12-1
Наименование тезиса
Особенности синтеза гексагонального феррита бария в пучке ускоренных электронов
Тезис

Изучено влияние ускоренных электронов на твердофазную реакцию образования гексагонального феррита BaFe12O19 из смеси BaО:Fe2O3. Исследования выполнены с использованием методов мёссбауэровской спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Для исследования использовали продукты твердофазного синтеза в системе BaО-Fe2O3 , полученные в интервале 1200-1400 К, плотности пучка ускоренных электронов 30-50 мкА/см2 и энергии Е= 6 МэВ.

Анализ результатов позволил установить, что синтезированные материалы представляют гетерогенные системы, содержащие магнитные материалы с различной кристаллической структурой α-Fe2O3, BaFe12O19, BaFe2O4, Ba2Fe4O7, Ba2Fe2O5 Твердофазная реакция образования гексагонального феррита BaFe12O19 в электронном пучке начинается при температурах на 100 градусов ниже, чем в условиях термического синтезе и ее скорость существенно выше, чем при стандартной керамической технологии. Кроме того, часть ионов железа Fe3+, расположенных на границе шпинельного и гексагонального блоков в структуре BaFe12O19 занимает октаэдрические позиции. Такие октаэдры, расположенные вблизи ионов Ba2+ характеризуются значительными искажениями лигандного окружения и, как следствие, более высокими значениями квадрупольного расщепления.

Формирование особого структурного состояния феррита BaFe12O19 в электронном пучке связано со спецификой его синтеза. Такое предположение подтверждается результатами мёссбауэровских исследований, согласно которым образование феррита BaFe12O19 происходит не через промежуточную структуру BaFe2O4, а через структуру BaFe4O7 В результате формируются соединения изоструктурные ВаFe12O19 таких как Ва2Fe2O5 и ВаFe4O7. Образование фазы Ва2Fe2O5  может происходить в результате ускоренного насыщения ионами Ва2+ кислородного слоя в решетке α-Fe2O3, создавая значительные внутренние напряжения. Однако дальнейшее насыщение структуры Ва2Fe2O5 ионами Fe3+ и О2- приводит к образованию фазы ВаFe4O7.  

Проведенные исследования фазового состава и кристаллической структуры образцов ВаO·5,8Fe2O3 синтезированных в электронном пучке позволили установить, что формирование феррита ВаFe12O19 происходит в результате сложных процессов. Основным из них является радиационно-ускоренная диффузия ионов Ba2+, Fe3+ и O2- в решетку α-Fe2O3 по основным стадиям:

BaO + Fe2O3 = BaFe2O4

BaFe2O4 + Fe2O3 = ВаFe4O7

 ВаFe4O7 + 4 Fe2O3 = ВаFe12O19

Синтез образцов BaFe12O19 при более низкой температуре и их специфические макроскопические свойства могут быть использованы на практике.

Научный руководитель - д. г.-м.н. Коровушкин Владимир Васильевич.