Фундаментальное материаловедение

Оптимизация метода синтеза свинец содержащих замещенных гексаферритов
стронция и исследование влияния окислительных отжигов на их магнитные
свойства
Челпанов В.И. 1 , Кнотько А.В. 2 , Гаршев А.В. 3
студент 1 ; сотрудник, к.х.н. 2 ; сотрудник, к.х.н. 3
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E-mail: vitaliy.chelpanov@gmail.com
Одной из важнейших характеристик магнитного материала является
коэрцитивная сила. Она может быть увеличена введением в материал немагнитных
добавок, действующих как центры пиннинга доменных стенок: После проведения
окислительного отжига в матрице твёрдого раствора гексаферрита стронция, с
частичным замещением стронция на свинец, образуются примесные фазы вследствие
окисления части свинца Pb 2+ до Pb 4+ . Последние могут являться вышеупомянутыми
центрами пиннинга магнитной доменной стенки и значительно влиять на коэрцитивную
силу материала и другие свойства материала.
Основная сложность синтеза подобного материала заключается в необходимости
получения изначально однофазного образца с равномерным распределением свинца по
образцу. При этом необходимо исключить окисление свинца на стадии синтеза при
низких температурах (~700˚С) и его испарение, ведущее к нарушению стехиометрии,
при более высоких. Для достижения указанной цели применялись различные методы
синтеза (керамический, золь-гель метод Пичини, криохимическая сушка) с различными
условиями синтеза (температурой, временем и атмосферой отжигов, а также формой
(порошок, таблетка, таблетка с присыпкой) образцов).
В данной работе синтезировались следующие твёрдые раствороы со структурой
магнетоплюмбита: (Sr1-xPbx)1-yFe12O19-y; Sr1-xPbxFe12-yO19-3y/2; (Sr1-xPbx)1-yCo12yFe12-12yO19-7y
и Sr1-xPbxFe12-уAlyO19.
Такие элементы, как кобальт и алюминий вводились в образцы для модификации
их структуры. Меньшие, чем железо, кобальт и алюминий, изоморфно замещая его,
могут привести к понижению кислородной проводимости образцов, что облегчит
предотвращение окисления материала на стадии синтеза и позволит несколько
модифицировать микроструктуру образующихся в результате окислительных отжигов
немагнитных включений.
Для однофазных образцов проводились окислительные отжиги при 500 и 700° C с
различной выдержкой, с не разогретой и разогретой заранее печью. Фазовый состав
образцов исследовался методом РФА, микроструктура и локальный элементный состав –
методом растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа,
магнитные свойства измерялись на весах Фарадея.
В результате окислительных отжигов на некоторых образцах было выявлено
образования частиц второй фазы в объеме частиц образца, соответствующие магнитные
исследования показали значительное изменение магнитных свойств образцов после
проведения окислительных отжигов.
Дальнейшие оптимизация условий синтеза и измерения (магнитных свойств,
структуры и степени замещения) полученных образцов будут проведены в ближайшее
время.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 05-03-32693а).