303

Магнитные материалы на основе ферритов щелечноземельных элементов имеют высокое удельное электрическое сопротивление (104-107 Ом) и высокую коэрцитивную силу (500 кА/м). При этом значения намагниченности насыщения сильно зависят от размера доменов (кристаллитов). Микроструктура, а также размер кристаллитов структурируемого материала зависит от технологических условий синтеза. Поэтому управляя микроструктурой (размерами кристаллитов) материала, можно добиться варьирования магнитных свойств материала, тем самым исследование процессов синтеза магнитных материалов из расплава представляется актуальным как в фундаментальном, так и прикладном аспектах. Целью данной работы было изучение процессов синтеза магнитных материалов – ферритов бария путем плавления смеси исходных реагентов на Большой Солнечной Печи. Использовались методы рентгеноструктурного анализа, микроскопии, а также измерения физических параметров материала. Показано, что при воздействии на смеси BaСО3 + Fe2O3 концентрированного солнечного излучения высокой (350Вт/см2 ) плотности образуется феррит бария гексагональный 4(Fe2O3 )4(FeO)BaFeO3 -X, кубический Ba3Fe3O6 -X= 2(BaО)FeОВаFeO3 -X, тетрагональный BaOFeOBaFeO3 -X модификации. Благодаря модификации технологического процесса можно получить материал с повышенными параметрами электрического сопротивления 1010 Ом·cм, плотности 5 г/см3 , магнитодиэлектрического эффекта 4,1%. Такие материалы могут быть использованы в электронных схемах для стабилизации частоты, тока и амплитуды напряжения.

  • Ссылка в интернете
  • DOI
  • Дата создание в систему UzSCI 20-01-2022
  • Количество прочтений 303
  • Дата публикации 15-07-2019
  • Язык статьиRus
  • Страницы10
Ўзбек

Ишқорий ер металлари ферритлари асосидаги магнит материаллар юқори солиштирма электрик қаршилик (104-107 Ом) ва юқори коэрцитив куч (500 кА/м) намоён этади. Бунда магнитланиш тўйинувчанлиги қиймати доменлар (кристаллитлар) ўлчамларига кучли боғлиқ. Шаклланаётган материал микроструктураси ҳамда кристаллитлар ўлчамлари технологик шартларга боғлиқ бўлади. Шунинг учун материал микроструктураси (кристаллитлар ўлчамлари)ни бошқариш орқали материалнинг магнит хоссаларини бошқариш мумкин. Бу эса магнит материалларни эритмадан синтез қилиш жараёнларини тадқиқ этишнинг фундаментал ва амалий долзарблигини белгилайди. Ушбу ишнинг мақсади магнит материаллар – барий, стронций ва висмут ферритларини Катта қуёш печида эритиш орқали синтез қилиш жараёнларини ўрганишдан иборат. Ишда рентгеноструктуравий таҳлил, микроскопия ҳамда материалларнинг физик параметрларини ўлчаш усуллари қўлланилди. Қуёш сандонида синтез қилинган, феррит барий ўрганилган. Мақолада BaСО3 + Fe2O3 қоришмаси юқори мужассамланган қуёш нурлари (350Вт/см2 ) таъсирида, гексагонал феррит барий 4(Fe2O3 )4(FeO)BaFeO3 -X, кубик Ba3Fe3O6 -X= 2(BaО)FeОВаFeO3 -X ва тетрагонал BaOFeOBaFeO3 -X модификацияси ҳосил бўлганлиги кўрсатилган. Технологик жараёнини модификациялаш орқали зарур хоссалар (солиштирма электр қаршилиги 1010 Ом·cм, зичлиги 5 г/см3 , магнитодиэлектрик эффекти 4,1%) намоён этувчи магнит материаллар олиш мумкин. Бундай материаллар электрон схемаларда частота ва ток кучланиш амплитудаларини стабиллаш учун қўлланиши мумкин.

Русский

Магнитные материалы на основе ферритов щелечноземельных элементов имеют высокое удельное электрическое сопротивление (104-107 Ом) и высокую коэрцитивную силу (500 кА/м). При этом значения намагниченности насыщения сильно зависят от размера доменов (кристаллитов). Микроструктура, а также размер кристаллитов структурируемого материала зависит от технологических условий синтеза. Поэтому управляя микроструктурой (размерами кристаллитов) материала, можно добиться варьирования магнитных свойств материала, тем самым исследование процессов синтеза магнитных материалов из расплава представляется актуальным как в фундаментальном, так и прикладном аспектах. Целью данной работы было изучение процессов синтеза магнитных материалов – ферритов бария путем плавления смеси исходных реагентов на Большой Солнечной Печи. Использовались методы рентгеноструктурного анализа, микроскопии, а также измерения физических параметров материала. Показано, что при воздействии на смеси BaСО3 + Fe2O3 концентрированного солнечного излучения высокой (350Вт/см2 ) плотности образуется феррит бария гексагональный 4(Fe2O3 )4(FeO)BaFeO3 -X, кубический Ba3Fe3O6 -X= 2(BaО)FeОВаFeO3 -X, тетрагональный BaOFeOBaFeO3 -X модификации. Благодаря модификации технологического процесса можно получить материал с повышенными параметрами электрического сопротивления 1010 Ом·cм, плотности 5 г/см3 , магнитодиэлектрического эффекта 4,1%. Такие материалы могут быть использованы в электронных схемах для стабилизации частоты, тока и амплитуды напряжения.

English

Magnetic materials based on ferrite earth-metal elements have high electrical resistivity (104- 107 Ohm) and high coercive force (500 kA / m). In this case, the magnetization values of saturation strongly depend on the size of the domains (crystallites). The microstructure as well as the crystallite size of the structured material depend on the technological conditions of the synthesis. Therefore, the control of the microstructure (crystallite size) of the material enables to vary the magnetic properties of the material, since the study of the synthesis of magnetic materials from the melt seems relevant both in fundamental and applied aspects. The purpose of the work is to study the processe of synthesis of magnetic materials – barium ferrites by melting the mixture of initial reagents in the Large Solar Furnace. The methods of X-ray structural analysis, microscopy and the measurements of the physical parameters of the material have been used. The study deals with the formation of the barium hexagonal ferrite 4(Fe2O3 )4(FeO)BaFeO3 -X and the cubic Ba3Fe3O6 -X= 2(BaО)FeОВаFeO3 -X, tetragonal BaOFeOBaFeO3 -X modifications due to the exposure of concentrated solar radiation of high (350W/cm2 ) density on BaСО3 + Fe2O3 mixture,. The modification of the technological process makes possible to obtain a material with high parameters of electrical resistance 1010 Ohm • cm, density 5 g / cm3 , magnetodielectric effect 4.1%. Such materials can be used in electronic circuits to stabilize the frequency, current and voltage amplitude.

№ Название ссылки
1 Пятаков А.П., Звездин А.К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики. // УФН. – 2012. – Т.186. – №2. – С. 593-620.
2 Амиров А.А., Батдалов А.Б., Каллаев С.Н. и др. Особенности тепловых, магнитных и диэлектрических свойств мультиферроиков BiFeO3 и Bi0.95La0.05FeO3 // ФТТ. – 2009. – Т. 51. – Вып. 6. – С. 1123- 1126.
3 Wang J., Neaton J.B., Zheng H. et. al. Epitaxial BiFeO3 Multiferroic Thin Film Heterostructures// Science. – 2003. – Vol. 299. – P. 1719-1722.
4 Костишин В.Г., Крупа Н.Н., Невдача В. //Инженерный вестник Дона. – 2013. – №3. – С. 1–7.
5 Звездин А.К., Пятаков А.П. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // УФН, 2012. – Т. 182. – № 6. – С. 593-620.
6 vГаврилюк А.Г., Стружкин В.В., Любутин И.С., Троян И.А. Уравнение состояния и структурный переход при высоком гидростатическом давлении в кристалле BiFeO3// Письма в журнал экспериметальной и теоретической физики. – 2007. – Т. 86 – №3. – С. 226-230.
7 Морозов М.И. и др. Особенности образования BiFeO3 в смеси оксидов висмута и железа (III) // Журнал общей химии. – 2003. – Т. 73. – вып. 11. – С. 1772-1776.
8 Bernardo M.S. Reaction pathways in the solid state synthesis of multiferroic BiFeO3// J. of the European Ceramic Society. – 2011. –Vol. 31. – P. 3047-3053.
9 Костишин В.Г., Панина Л.В., Кожитов Л.В., Тимофеев А.В., Зюзин А.К., Ковалев А.Н. О возможности синтеза гексагональной ферритовой керамики BaFei2Oi9, SrFei2Oi9 и PbFei2Oi9 с мультиферроидальными свойствами// Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85. – Вып. 8. – С. 85-90.
10 Dutta D. P. et al. Magnetic, ferroelectric and magnetocapacitive properties of sonochemically synthesized Sc-doped BiFeO3 nanoparticles //The Journal of Physical Chemistry C. – 2013. – Т. 117. – №. 5. – С. 2382-2389.
11 Dhawan S., Dhawan T., Vedeshwar A. G. Growth of Nb2O5 quantum dots by physical vapor deposition //Materials Letters. – 2014. – Т. 126. – С. 32-35.
12 Claude J. A. Monty Characterization and properties of nanophases prepared by solar physical vapor deposition (SPVD) in the solar reactor heliotron.// Journal for Science and Engineering, – 2010. – Vol. 35. – Р. 189-193.
13 Ait Ahcene T., Monty C. Preparation by solar physical vapor deposition (SPVD) and nanostructural study of pure and Bi doped ZnO nanopowders, Journal of the European Ceramic Society. – 2007. – Vol. 27. – P. 3413- 3424.
14 Abdurakhmanov A.А., Paizullakhanov M.S., Akhadov Z. Synthesis of calcium aluminates on the big solar furnace //Applied Solar Energy. – Vol. 48 (2). – Р. 129-131.
15 Abdurakhmanov A.A., Faiziev S.A., Akbarov R.Y., Suleimanov S.K., Rumi M.K. Properties of pyroxene glass ceramics, heat treated in the Big Solar Furnace //Applied Solar Energy. – Vol. 45 (1). – Р. 45-47.
16 Akbarov R.Y., Paizullakhanov M.S. Characteristic Features of the Energy Modes of a Large Solar Furnace with a Capacity of 1000 kW //Applied Solar Energy. – Vol. 54 (2). – Р. 99-109.
17 Paizullakhanov M.S., Faiziev S.A., Nurmatov S.R., Shermatov Z.Z. Synthesis features of barium titanate in the field of concentrated light energy //Applied Solar Energy. –Vol. 49 (4). – Р. 248-250.
18 Wang J., Neaton J.B., Zheng H. et. al. Epitaxial BiFeO3 Multiferroic Thin Film Heterostructures // Science.– 2003. –Vol. 299. – P. 1719-1722.
В ожидании