Дослідження магнітних властивостей феритів в системі NiО-CoО-ZnО
Вантажиться...
Дата
2019
Автори
ORCID
DOI
doi.org/10.20998/2413-4295.2019.02.12
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Оксидні системи, що містять катіони перехідних металів, мають важливі технологічні властивості. Так,
наприклад, ферити кобальту, нікелю, мангану, цинку використовують в магнітних, електричних матеріалах, як каталізатори ряду реакцій. Технологічні схеми одержання таких сполук вимагають використання високотемпературної термообробки та складного обладнання. Застосування гідрофазних хімічних методів синтезу є основою одержання феритів перехідних матеріалів із заданим комплексом властивостей. Характерною тенденцією останнього часу є розробка технологій одержання саме нанодисперсних феритів. В роботі вивчено залежність магнітних характеристик феритів від складу в системі CoO-NiO-ZnO симплексним методом. Ферити Ni-Zn, Сo-Zn, Co-Ni синтезували у вигляді наночастинок з використанням контактної нерівноважної низькотемпературної плазми. Кристалічна мікроструктура зразків була з'ясована з використанням рентгеноструктупного та ренгенофозового аналізів. Встановлено, що для шпінельних феритів, зокрема, вибір двовалентного катіона безпосередньо визначає їх магнітну поведінку. Симплексним
методом визначено ефект взаємного впливу вмісту різних катіонів на намагніченість насичення і коерцитивну силу. Магнітні дослідження з використанням вібраційного магнетометру показали, що за даних умов синтезу спостерігаються низькі значення намагніченості для Ni-Zn феритів і високі для всього ряду Co-Zn, Co-Ni феритів. Збільшення вмісту катіонів кобальту призводить до збільшення коерцитивної сили у всіх складах. Також було виявлено позитивний вплив катіонів нікелю на значення намагніченості насичення феритів по стороні трикутника Ni-Zn і протилежне по стороні Ni-Co. Спектри ЕПР показали, що значення резонансного поля і ширини лінії відповідає значенню магнітного насичення.
Oxide systems containing transition metal cations possess important technological properties. So, for example, ferrites of cobalt, nickel, manganese, zinc are used in magnetic, electrical materials as catalysts for a number of reactions. Technological schemes for producing such compounds require the use of high-temperature heat treatment and sophisticated equipment. The use of hydrophase chemical synthesis methods is the basis for producing ferrites of transition materials with a given set of properties. A characteristic recent trend is the development of technologies for producing nanodispersed ferrites. The dependence of the magnetic characteristics of ferrites in the CoO-NiO-ZnO system by the simplex method was studied. Ferrites Ni-Zn, Co-Zn, Co-Ni were synthesized in the form of nanoparticles using the method of processing contact nonequilibrium low-temperature plasma. The crystalline microstructure of the samples was elucidated using X-ray diffraction and X-ray diffraction methods. It has been established that for spinel ferrites, in particular, the choice of a divalent cation directly determines their magnetic behavior. The effect of the mutual influence of the content of various cations on the saturation magnetization and the coercive force by the simplex method is determined. Magnetic studies using a vibrating magnetometer showed that under these synthesis conditions, low magnetization values are observed for Ni-Zn ferrites and high for the entire series of Co-Zn, Co-Ni ferrites. An increase in the content of cobalt cations leads to an increase in coercive force in all compositions. A positive effect of nickel cations on the value of saturation magnetization of ferrites on the side of the Ni-Zn triangle and the opposite on the side of Ni-Co, EPR spectra showed that the value of the resonance field and line width corresponds to the value of magnetic saturation.
Oxide systems containing transition metal cations possess important technological properties. So, for example, ferrites of cobalt, nickel, manganese, zinc are used in magnetic, electrical materials as catalysts for a number of reactions. Technological schemes for producing such compounds require the use of high-temperature heat treatment and sophisticated equipment. The use of hydrophase chemical synthesis methods is the basis for producing ferrites of transition materials with a given set of properties. A characteristic recent trend is the development of technologies for producing nanodispersed ferrites. The dependence of the magnetic characteristics of ferrites in the CoO-NiO-ZnO system by the simplex method was studied. Ferrites Ni-Zn, Co-Zn, Co-Ni were synthesized in the form of nanoparticles using the method of processing contact nonequilibrium low-temperature plasma. The crystalline microstructure of the samples was elucidated using X-ray diffraction and X-ray diffraction methods. It has been established that for spinel ferrites, in particular, the choice of a divalent cation directly determines their magnetic behavior. The effect of the mutual influence of the content of various cations on the saturation magnetization and the coercive force by the simplex method is determined. Magnetic studies using a vibrating magnetometer showed that under these synthesis conditions, low magnetization values are observed for Ni-Zn ferrites and high for the entire series of Co-Zn, Co-Ni ferrites. An increase in the content of cobalt cations leads to an increase in coercive force in all compositions. A positive effect of nickel cations on the value of saturation magnetization of ferrites on the side of the Ni-Zn triangle and the opposite on the side of Ni-Co, EPR spectra showed that the value of the resonance field and line width corresponds to the value of magnetic saturation.
Опис
Ключові слова
магнітна наночастинка, рентгенівська дифракція, magnetic nanoparticles, X-ray diffraction
Бібліографічний опис
Фролова Л. А. Дослідження магнітних властивостей феритів в системі NiО-CoО-ZnО / Л. А. Фролова // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Нові рішення в сучасних технологіях = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : New solutions in modern technology : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2019. – № 2. – С. 81-85.