СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СУБМИКРОННОЙ КЕРАМИКИ ГЕКСАФЕРРИТА БАРИЯ, ПОЛУЧЕННОЙ ЖИДКОФАЗНЫМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМ СПЕКАНИЕМ НАНОЧАСТИЦ BaFe12O19

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведен синтез керамических образцов гексаферрита бария BaFe12O19 с высокими значениями коэрцитивной силы. Методом гидротермального синтеза получен нанопорошок BaFe12O19, характеризующийся коэрцитивной силой Hc=445 кА/м. Его спекание проводили при низкой температуре (900∘C) для сохранения зерен в однодоменном состоянии. Для осуществления спекания притакой низкой температуре к гексаферриту добавляли B2O3 или Bi2O3. Изучено влияние количестваи типа добавки на фазовый состав, микроструктуру и магнитные свойства спеченного гексаферрита. Показано, что при использовании Bi2O3 (в форме 0.5, 1 или 3 мас. % Bi(NO3)3) после спеканияне происходит изменения фазового состава, в то время как B2O3(в форме 0.5, 1 или 3 мас. % H3BO3)приводит к частичной трансформации гексаферрита в гематит α-Fe2O3. Обнаружено, что с ростомконцентрации Bi2O3 или B2O3 средний размер зерен BaFe12O19 увеличивается, но не превышает критический размер однодоменности. Это обеспечивает высокие значения Hc спеченных образцов (370-420 кА/м), по которым они превосходят большинство известных марок незамещенных гексаферритов.

Об авторах

А. Ю. Миронович

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: amironovich24@gmail.ru
Москва, Россия

В. Г. Костишин

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Москва, Россия

Х. И. Аль-Хафаджи

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Москва, Россия

А. В. Тимофеев

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Москва, Россия

Е. С. Савченко

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Москва, Россия

А. И. Риль

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Granados-Miralles C., Saura-Muzquiz M., Andersen H.L. Permanent Magnets Based on Hard Ferrite Ceramics. IntechOpen, 2023. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.1002234.
  2. Cui J., Ormerod J., Parker D. et al. // JOM.2022.V. 74. P. 1279. https://doi.org/10.1007/s11837-022-05156-9
  3. de Julian Fernandez C., Sangregorio C., de la Figuera J. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 153001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/abd272
  4. Коровушкин B.B., Труханов A.B., Шипко M.H. и др. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 5. С. 463. https://doi.org/10.1134/S0044457X19050118
  5. Костишин В.Г., Коровушкин В.В., Исаев И.М. и др. // ФТТ. 2021. Т. 63.№2. С. 229. https://doi.org/10.21883/FTT.2021.02.50468.187
  6. Костишин В.Г., Коровушкин В.В., Похолок К.В. и др. // ФТТ. 2021. Т. 63.№2. С. 229. https://doi.org/10.21883/FTT.2021.10.51396.126
  7. Костишин В.Г., Андреев В.Г., Читанов Д.Н. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61.№3. С. 294. https://doi.org/10.7868/S0044457X16030119
  8. Yao Y., Hrekau I.A, Tishkevich D.I. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49.№22. P. 37009. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.09.033
  9. Zhivulin V.E., Trofimov E.A., Zaitseva O.V. et al. // Ceram. Int. 2023. V. 49.№1. P. 1069. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.082
  10. Ali I., Islam M.U., Awan M.S. et al. // J. Alloys Compd. 2013. V. 550. P. 564. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.10.121
  11. Awadallah A., Mahmood S.H., Maswadeh Y. et al. // Mater. Res. Bull. 2016. V. 74. P. 192. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.10.034
  12. Ounnunkad S. // Solid State Commun. 2006. V. 138. №9. P. 472. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2006.03.020
  13. You J.Y., Lee K.H., Kang Y.M., Yoo S.I. // Appl. Sci. 2022. V. 12.№23. P. 12295. https://doi.org/10.3390/app122312295
  14. Song F., Shen X., Liu M., Xiang J. // J. Colloid Interface Sci. 2011. V. 354.№1. P. 413. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.11.020
  15. Saeedi Afshar S.R., Masoudpanah S.M., Hasheminiasari M. // J. Electron. Mater. 2020. V. 49. P. 1742. https://doi.org/10.1007/s11664-020-07943-z
  16. Volodchenkov A.D., Kodera Y., Garay J.E. // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. P. 8276. https://doi.org/10.1007/s10853-019-03323-z
  17. Cullity B.D., Graham C.D. Domains and the magnetization process. Wiley, 2009. https://doi.org/10.1002/9780470386323.ch9
  18. Kubo O., Ido T., Yokoyama H., Koike Y. // J. Appl. Phys. 1985. V. 57.№8. P. 4280. https://doi.org/10.1063/1.334585
  19. Dho J., Lee E.K., Park J.Y., Hur N.H. // J. Magn. Magn. Mater. 2005. V. 285.№1–2. P. 164. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2004.07.033
  20. Соловьева Е.Д., Пашкова Е.В., Белоус А.Г. // Неорган. материалы. 2011. Т. 47.№11. С. 1378. https://doi.org/10.1134/S0020168511100207
  21. Mozaffari M., Taheri M., Amighian J. // J. Magn. Magn. Mater. 2009. V. 321.№9. P. 1285. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2008.11.106
  22. Mironovich A.Y., Kostishin V.G., Al-Khafaji H.I. et al. // Materialia. 2023. V. 32. P. 101898. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2023.101898
  23. Jing Y., Jia L., Zheng Y., Zhang H. // RSC Adv. 2019. V. 9.№57. P. 33388. https://doi.org/10.1039/C9RA06246G
  24. Davoodi A., Hashemi B. // J. Alloys Compd. 2011. V. 509.№19. P. 5893. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.03.002
  25. Rahman M.L., Rahman S., Biswas B. et al. // Helyon. 2023. V. 9.№3. P. e14532. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14532
  26. Паньков В.В. // Неорган. материалы. 2004. Т. 40. №9. С. 1118. https://doi.org/10.1023/B:INMA.0000041333.79255.1f
  27. Kazin P.E., Trusov L.A., Zaitsev D.D., Tret’yakov Y.D. // Russ. J. Inorg. Chem. 2009. V. 54.№14. P. 2081. https://doi.org/10.1134/ S0036023609140010
  28. Shakirzyanov R.I., Volodina N.O., Kadyrzhanov K.K. et al. // Materials. 2023. V. 16.№14. P. 5018. https://doi.org/10.3390/ma16145018
  29. Santos A.C., Ribeiro S. // Ceram. Int. 2018. V. 44. №10. P. 11048. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.03.083
  30. Noi K., Suzuki K., Tanibata N. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2018. V. 101.№3. P. 1255. https://doi.org/10.1111/jace.15288.
  31. Cho W.W., Kakimoto K., Ohsato H. // Mater. Sci. Eng. B. 2005. V. 121.№1–2. P. 48. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2005.02.061
  32. Shi Z., Gao F., Zhu J. et al. // J. Materiomics. 2019. V. 5.№4. P. 711. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2019.04.007
  33. Molaverdi F., Sarraf-Mamoory R., Yourdkhani A. et al. // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2022. V. 33. №25. P. 20194. https://doi.org/10.1007/s10854-022-08838-x
  34. Chen L., Li J., Tu X. et al. // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2022. V. 33. P. 20162. https://doi.org/10.1007/s10854-022-08835-0
  35. Biswas M., An H., Choi S.M. et al. // Ceram. Int. 2016. V. 42.№8. P. 10476. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.03.038
  36. Sebastian M.T., Jantunen H. // Int. Mater. Rev. 2008. V. 53.№2. P. 57. https://doi.org/10.1179/174328008X277524
  37. Dai Y., Lan Z., Yu Z. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2021. V. 540. P. 168443. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168443
  38. Sozeri H., Baykal A., Unal B. // Phys. Status Solidi. 2012. V. 209.№10. P. 2002. https://doi.org/10.1002/pssa.201228023
  39. Mehmedi Z., Sozeri H., Topal U., Baykal A. // J. Supercond. Nov. Magn. 2015. V. 28. P. 1395. https://doi.org/10.1007/ s10948-014-2865-9
  40. Wang X., Zhang H., Shi L. et al. // J. Alloys Compd. 2022. V. 899. P. 163146. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.163146
  41. Vidyawathi S.S., Amaresh R., Satapathy L.N. // Bull. Mater. Sci. 2002. V. 25. P. 569. https://doi.org/10.1007/BF02710553
  42. Mironovich A.Y., Kostishin V.G., Shakirzyanov R.I. et al. // J. Solid State Chem. 2022. V. 316. P. 23625. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2022.123625.
  43. Huber C., Jahromy S.S., Birkelbach F. et al. // Energy Sci. Eng. 2020. V. 8.№5. P. 1650. https://doi.org/10.1002/ese3.622
  44. Levin E.M., Roth R.S. // J. Res. Natl. Bur. Stand. 1964. V. 68.№2. P. 189. https://doi.org/10.6028/jres.068A.019
  45. Doebelin N., Kleeberg R. // J. Appl. Crystallogr. 2015. V. 48.№5. P. 1573. https://doi.org/10.1107/S1600576715014685
  46. Zhao L., Lv X.,Wei Y. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2013. V. 332. P. 44. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.11.056
  47. Soria G.D., Jenus P., Marco J.F. et al. // Sci. Rep. 2019. V. 9.№1. P. 11777. https://doi.org/10.1038/s41598-019-48010-w
  48. Saura-Muzquiz M., Eikeland A.Z., Stingaciu M. et al. // Nanoscale. 2020. V. 12.№17. P. 9481. https://doi.org/10.1039/D0NR01728K
  49. Винник Д.А. Физико-химические основы получения монокристаллических материалов на основе гексагональных ферритов для применения в электронике сверхвысоких частот. Дис. . . . канд. хим. наук. Челябинск, 2017.
  50. Topal U. // Mater. Sci. Eng. B. 2011. V. 176. № 18. P. 1531. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2011.09.019
  51. Канева И.И., Костишин В.Г., Андреев В.Г. и др. // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2015.№3. С.183.
  52. Горбачев Е.А., Козлякова Е.С., Трусов Л.А. и др. // Успехи химии. 2021. Т. 90.№10. С. 1287.
  53. Thongmee S.,Winotai P., Tang I.M. // Sci. Asia. 2003. V. 29. P. 51. https://doi.org/10.2306/scienceasia1513-1874.2003.29.051
  54. Winotai P., Thongmee S., Tangab I.M. // Mater. Res. Bull. 2000. V. 35.№11. P. 1747. https://doi.org/10.1016/S0025-5408(00)00382-2
  55. Waroquiers D., Gonze X., Rignanese G.M. et al. // Chem. Mater. 2017. V. 29.№19. P. 8346. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b02766
  56. Shannon R.T., Prewitt C.T. // Acta Crystallogr., Sect. B. 1969. V. 25.№5. P. 925. https://doi.org/10.1107/S0567740869003220
  57. Sehar F., Anjum S., Mustafa Z., Atiq S. // J. Supercond. Nov. Magn. 2020. V. 33. P. 2073. https://doi.org/10.1007/s10948-020-05452-y
  58. Basma H., Rahal H.T., Awad R. // J. Magn. Magn. Mater. 2021. V. 539. P. 168413. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168413
  59. Bai Y., Zhou J., Gui Z. et al. // J. Alloys Compd. 2008. V. 450.№1–2. P. 412. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.10.122
  60. Shakoor S., Ashiq M.N., Malana M.A. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2014. V. 362. P. 110. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.03.038
  61. Pal M., Brahma P., Chakravorty D., Agrawal D.C. // J. Magn. Magn. Mater. 1995. V. 147.№1–2. P. 08. https://doi.org/10.1016/0304-8853(95)00061-5
  62. Venkataraju C., Satishkumar G., Sivakumar K. // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2012. V. 23. P. 1163. https://doi.org/10.1007/s10854-011-0565-9
  63. Sanchez-De J.F., Bolarn-Miro A.M., Cortes-Escobedo C.A. et al. // Ceram. Int. 2014. V. 40.№3. P. 4033. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.08.056

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024