ВИВЧЕННЯ СТРУКТУРИ І ХІМІЧНОГО СКЛАДУ КОРДОНІВ ЗЕРЕН БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ Гексаферріти стронцію
(контрольна робота)
Магнітні властивості гексаферритов стронцію, легованих оксидами деяких елементів, в істотному ступені залежать від термостімуліруемого взаємодії між компонентами, що визначає особливості стану компонентів на кордоні зерен. Передбачається, що нанорозмірний шар (1-3нм) зерен гексаферріти стронцію відрізняється за структурою і складом від обсягу. Існує ряд мікродобавок, поліпшують магнітні характеристики магнітів на основі гексаферритов стронцію. Згідно з наявними даними можливо як розчинення вводяться мікроелементів у кристалічної структурі основний гексагональної фази фериту, так і формування окремих фаз або кластерних утворень у міжкристалічних зонах. Однак вичерпні уявлення про механізм їх дії, засновані на експериментальних даних, в літературі відсутні. Складність вивчення механізму впливу мікродобавок на структуру та магнітні властивості гексаферритов обумовлена ​​не тільки в їх різноплановим впливом на властивості, але, перш все, дуже низькою їх концентрацією, що потребує розробки спеціальних методик дослідження для встановлення стану і можливої вЂ‹вЂ‹взаємодії з основними компонентами сложнооксідной системи.
У даній роботі розглядаються методологічні підходи до вивчення мікроструктури гексаферритов стронцію, морфології зерен, характеру розподілу мікродобавок та особливостей їх хімічного і електронного стану на поверхні кристалітів і в об'ємі. Для отримання цієї інформації застосовані високочутливі спектральні методи аналізу поверхневого стану твердого тіла (РФЕС, Оже-та ІЧ-спектроскопії) у поєднанні зі структурними методами вивчення будови речовин (РФА, СЕМ, РМА). Зазначеними вище спектральними методами досліджували поверхню свіжоприготованих сколів різних зразків гексаферритов стронцію. Додаткові відомості про характер розподілу мікроелементів в зразках і їх хімічному стані отримували з порівняльного аналізу Оже-і РФЕ-спектрів, записаних до і після травлення поверхні сколів іонами аргону. ІЧ-спектри записували методом дифузного відбиття від вихідних порошкоподібних зразків гексаферритов і тонко диспергованих поверхневих шарів сколів спечених зразків, що містять мікродобавки. Важливо було встановити, чи існує відмінність в ІК-спектрах вихідного зразка (без добавок) і поверхневого шару зерен спеченого зразка, в якому імовірно знаходяться мікродобавки. Таке порівняльне дослідження необхідно у зв'язку зі складністю трактування ІК-спектрів твердих розчинів сложнооксідних систем, для яких відсутня задовільна теоретична база, оскільки можлива взаємодія коливань, поява змішаних коливань, спотворення найближчого координаційної оточення іонів при легуванні іншими іонами. У разі надлишкового щодо стехіометричного змісту стронцію в приповерхневому шарі зерен, а також у присутності легуючих добавок (бору, кремнію, кальцію та інші) можливі локальні деформації кристалічної решітки, зміни міжатомних відстаней і електронної конфігурації катіонів заліза, що призводить до зміни характеристичних частот коливань зв'язку Fe-O. Є дані про тому, що найбільш висока ступінь ковалентності зв'язку Fe-O характерна для стехіометричного співвідношення SrO: Fe 2 O 3 = 1:6. Відхилення від цього співвідношення в будь-яку сторону підвищує ступінь іонності зв'язку Fe-O.
Досліджували вихідні порошки гексаферритов стронцію і спечені ізотропні і анізотропні зразки магнітних матеріалів, що розрізняються хімічною природою мікродобавок (SiO 2 , H 3 BO 3 , CaCO 3 , SiO < sub> 2 в€™ Al 2 O 3 в€™ H 2 O, MnCO 3 , La < sub> 2 O 3 тощо) і величиною магнітних параметрів - залишкової магнітної індукції, коерцитивної сили і максимальної магнітної енергії. Зразки для досліджень були як спеціально приготовані, так і надані ОП РУП "Ферит".
Проведене дослідження показало ефективність застосування запропонованого комплексного підходу до дослідження стану поверхні міжкристалічних кордонів і поверхневих шарів зерен. З використанням зазначених методів отримані дані про характер розподілу легуючих компонентів в кристалічній решітці фериту і на поверхні кристалітів, виявлено особливості валентного і електронного стану основних і домішкових елементів у поверхневому шарі зерен, механізм їх взаємодії на кордоні зерен. Поєднання методів дозволило встановити тонкі структурні зміни, які у полікристалічних зразках гексаферріти стронцію в умовах їх легування різними мікродобавками.
Встановлена підвищена концентрація стронцію та кальцію в приповерхневому шарі зерен гексаферріти щодо обсягу та переважне розташування Si, B, Al в межзеренное просторі, виявлено структурні і концентраційні неоднорідності в зернах з різними розмірам...
