Фундаментальное материаловедение

Синтез магнитных феррошпинелей с использованием метода пиролиза аэрозолей
Поляков А.Ю.
студент
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E-mail: olimpiada5555@mail.ru
На сегодняшний день магнитные наночастицы и магнитные жидкости на основе
оксидов железа находят широкое биомедицинское применение для доставки лекарств,
магнитоуправляемой гипертермии, ядерно-магнитной томографии и.т.д. [1]
Специализированное биомедицинское применение магнитных наночастиц
требует соблюдения целого ряда требований, связанных с необходимостью
использования нетоксичных материалов с контролируемой температурой перехода в
магнитоупорядоченное состояние и заданной микроморфологией. [2] Среди множества
методов получения таких частиц особое место занимают приемы химической
гомогенизации, позволяющие синтезировать многокомпонентные фазы в
высокодисперсном состоянии при относительно «мягких» условиях. [3]
Одним из универсальных приёмов химической гомогенизации является метод
пиролиза аэрозолей, использование которого позволяет контролировать размер и форму
частиц. Он основан на ультразвуковом распылении раствора солей, аэрозоль которого
переносится потоком газа-носителя в предварительно разогретую печь. Образующиеся
на выходе из зоны разложения оксидно-солевые частицы представляют собой полые
микросферы, оболочка которых состоит из агломерированных субмикронных частиц. [4]
В данной работе с использованием метода пиролиза аэрозолей были
синтезированы феррошпинели состава ( Znx Fe1
−x ) Fe2O4
, ( Mg x Fe1
−x
) Fe2O4
, где х=0,5–1.
Раствор соответствующих нитратов распылялся с использованием ультразвукового
ингалятора до тумана и с потоком воздуха подавался в горячую зону печи. Температура
реактора варьировалась от 400 до 900ºC. Данные рентгенофазового анализа показывают,
что при температуре реактора 800ºC формируются однофазные продукты необходимого
состава за время ~ 1 мин.
Полученные образцы были охарактеризованы с использованием РЭМ, ДТА, а
также для них были измерены зависимости намагниченности от приложенного поля.
Литература
1. Q.A. Pankhurst, J. Connolly, S.K. Jones, J. Dobson, Applications of magnetic
nanoparticles in biomedicine, Journal of Physics D: Applied Physics, 36 (2003) R167–
R181.
2. Stephane Mornet, Sebastien Vasseur, Fabien Grasset, Etienne Duguet, Magnetic
nanoparticle design for medical diagnosis and therapy, Journal of Materials
Chemistry,2004,14,2161-2175.
3. S. Jain, D.J. Skamser, T.T. Kodas, Morphology of Single-Component Particles
Produced by Spray Pyrolisis, Aerosol Science and Technology, 27:5 November 1997.
4. M. Lui, M.L. Zhou, L.H. Zhai, D.M. Lui, X. Gao, W. Lui, A newly designed ultrasonic
spray pyrolisis device to fabricate YBCO tapes, Phisica C 386, 2003, 366-369.