| Popis: |
Шерстюк Дарья Петровна – инженер-исследователь, студент кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: daryasherstyuk77@gmail.ru. Живулин Владимир Евгеньевич – канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76; Южно-Уральский гуманитарно-педагогический университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 69. E-mail: zhivulinve@mail.ru. Стариков Андрей Юрьевич – инженер-исследователь, аспирант кафедры материаловеде-ния и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Че-лябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: starikov-andrey@mail.ru. Солизода Иброхими Ашурали – инженер-исследователь, аспирант кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76; Таджикский национальный университет, 734025, Республика Таджикистан, г. Душанбе, пр. Рудаки, 17. E-mail: solehzoda-i@mail.ru. Павлова Ксения Петровна – инженер, аспирант кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: pavlovakp@susu.ru Пунда Александр Юрьевич – инженер, студент кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: pundaai@susu.ru. Жеребцов Дмитрий Анатольевич – доктор химических наук, старший научный сотрудник, инженер НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: zherebtsov_da@yahoo.com. Винник Денис Александрович – доктор химических наук, доцент, заведующий кафедрой материаловедения и физико-химия материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: vinnikda@susu.ru. D.P. Sherstyuk1, daryasherstyuk77@gmail.com V.E. Zhivulin1,2, zhivulinve@mail.ru A.Yu. Starikov1, starikov-andrey@mail.ru I.A. Solizoda1,3, solehzoda-i@mail.ru K.P. Pavlova1, pavlovakp@susu.ru A.Yu. Punda1, pundaai@susu.ru D.A. Zherebtsov1, zherebtsov_da@yahoo.com D.A. Vinnik1, vinnikda@susu.ru 1 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation 2 South Ural State Humanitarian Pedagogical University, Chelyabinsk, Russian Federation 3 Tajik National University, Dushanbe, Republic of Tajikistan В настоящее время в современной научной литературе наблюдается повышенный интерес к ферритам всех типов. Среди них особое место занимает Ni-Zn феррит со структурой шпинели. Известно, что функциональные свойства ферритов могут быть значительно изменены путем частичного или полного замещения катионов исходной матрицы на другие катионы, отличающиеся магнитным моментом и размером. Такое изменение структуры позволяет эффективно варьировать свойства ферритов, т. е. обеспечивать «настройку» материала под требуемые свойства. Анализ литературы в этом направлении показал, что эффективным замещающим катионом является ион кобальта Co2+. В настоящей работе речь идет о Ni-Zn ферритах переменного состава, с фиксируемым содержанием x(Co) = 0,1. Общая формула имеет вид: Co0,1Zn0,9–xNixFe2O4, (где x принимает значения 0; 0,3; 0,6; 0,9). Цель представленной работы заключается в синтезе образцов, а также в исследовании их плотности и пористости, которые, в свою очередь, оказывают прямое влияние на эксплуатационные свойства керамических ферритов. Синтез образцов производили методом твердофазной реакции при помощи высокотемпературной печи в атмосфере воздуха. Ранее проведенные исследования позволили выявить комплекс оптимальных физико-химических условий, при которых происходит ферритизация исходной шихты. Исходными компонентами для приготовления шихты служили оксиды. В качестве методов исследования в работе применяли рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ, электронную микроскопию и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию. В результате рентгенофазового анализа было выявлено, что полученные образцы являются монофазными и относятся к шпинелям типа AFe2O4 (где элемент A = Ni, Zn, Co). Исследование морфологии поверхности образцов выявило наличие множества кристаллитов различного размера, естественная огранка которых соответствует кристаллитам, имеющим кубическую сингонию. Проведены исследования истинной и рентгеновской плотности полученных образцов. Определена зависимость влияния величины замещения x(Ni) на пористость (плотность), а также на параметры элементарной кристаллической решетки. Currently, in the modern scientific literature there is an increased interest in ferrites of all types. Among them, a special place is occupied by Ni-Zn ferrite with a spinel structure. It is known that the functional properties of ferrites can be significantly changed by partial or complete replacement of the cations of the initial matrix with other cations differing in magnetic moment and size. Such a change in the structure makes it possible to effectively vary the properties of ferrites, i.e. to provide "tuning" of the material for the required properties. An analysis of the literature in this direction has shown that the cobalt ion Co2+ is an effective substitute cation. In this study we are dealing with the Ni-Zn ferrites of variable composition, with the fixed con-tent x(Co) = 0.1. The general formula is: Co0.1Zn0.9-xNixFe2O4, (where x = 0; 0.3; 0.6; 0.9). The aim of the presented work is to synthesize samples, as well as to study their density and po-rosity, which in turn have a direct effect on the performance properties of ceramic ferrites. The synthesis of the samples was carried out by the solid-phase reaction method, using a high-temperature furnace in an air atmosphere. Previous studies have made it possible to identify a set of optimal physicochemical conditions under which the initial charge ferritization occurs. The in-itial components for preparing the charge included oxides. X-ray phase analysis and X-ray structural analysis, electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy were used as research methods. As a result of X-ray phase analysis, it has been revealed that the obtained samples are monophasic and belong to spinels of the AFe2O4 type (where element A = Ni, Zn, Co). The study of the surface morphology of the samples has revealed the presence of many crystal-lites of various sizes, the natural faceting of which corresponds to crystallites with a cubic syngony. Investigations of the true and X-ray density of the obtained samples have been carried out. The dependence of the influence of the substitution value x(Ni) on the porosity (density), as well as on the parameters of the elementary crystal lattice, has been determined. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-38-70057. |
