отриманих відновленням боргідридом натрію в структурі полімерної матриці, дорівнює 3,8 нм. Цей результат добре узгоджується з даними, отриманими в цьому ж дослідженні з просвічує електронної мікроскопії [15].
Якщо зовнішнє поле і поверхнева анізотропія відсутні, то енергія мінімальна, якщо магнітний момент частинки орієнтований в напрямку осі анізотропії, при цьому для переходу між напрямками відповідним мінімумам енергії необхідно подолати бар'єр
, (11)
де - константа об'ємної анізотропії, V - обсяг частинки.
Характерне час встановлення магнітного моменту однодоменних частинки з одноосной анізотропією може бути оцінений за допомогою формули
. (12)
Коефіцієнт, взагалі кажучи, не постійний і залежить від багатьох параметрів, в числі яких температура, гіромагнітне ставлення, намагніченість насичення, константи анізотропії. Незважаючи на цей факт, часто її значення приймають постійним в діапазоні від до с [6].
Якщо температура навколишнього середовища така, що, то час переходу системи в стан з мінімальною енергією стає малим проти часом вимірювання. Цей випадок відповідає суперпарамагнітна станом речовини. Для температур, при яких, час релаксації перевищує час характерного вимірювання, отже система не встигає отрелаксіровать до нового рівноважного стану. При температурі, для якої час релаксації стає рівним характерному часу вимірювання. Така температура називається температурою незворотності або температурою блокування [6]. Скориставшись формулою (12) і стандартного для магнітометричних досліджень характеристичного часу вимірювань можна визначити температуру блокування як
. (13)
Температура блокування, одержувана рішенням рівняння 13, відповідає випадку, при якому зовнішнє магнітне поле відсутнє. Величину температури блокування залежно від величини зовнішнього магнітного поля можна бути отримати за наступною формулою
, (14)
де для малих полів дорівнює 2, і 2/3 для великих полів,
- коерцитивної сила.
Значення рівне 2/3 також відображено в роботі [16], при експериментальному Магнітометричні дослідженні Ni0.5Cu0.5Fe2O4 при різних значеннях прикладеного зовнішнього поля.
З залежності температури блокування від коерцитивної сили слід залежність температури блокування від розміру часток. Згідно з даними публікацій [16-19] температура блокування зростає зі збільшенням розміру часток. Так наприклад в [19] наночастинки отримані відновленням хлориду кобальту боргідридом, які в залежності від умов синтезу мали розмір від 2,2 до 7,5 нм, показали, що температур блокування зі збільшенням часток зростає.
.2.3 Вплив концентрації наночастинок на магнітні властивості полімеру
На магнітні властивості нанокомпозитних полімерних матеріалів істотно залежать від змісту магнітних наночасток в немагнітною матриці. Однодоменних наночастинки при температурах вище температури блокування, як обговорювалося раніше, мають суперпарамагнітні властивості. Якщо зміст наночастинок в полімерній матриці перевищує деяке порогове значення, зване порогом перколяції, то відбувається структурна перебудова магнітної компоненти, і матеріал переходить від суперпарамагнітна до Феромагнітними станом. Поріг перколяції визначається геометричними особливостями нанокомпозиту, одним з яких є товщина діелектричного бар'єра, при якій можливе туннелирование поляризованих електронів між сусідніми магнітними гранулами [20].
.3 Методи дослідження магнітних властивостей наночастинок
.3.1 Магнітометри
Властивості магнітних наноматеріалів найчастіше вивчають, використовуючи магнітометри. За допомогою магнітометра можна виміряти намагніченість зразка при різних величинах прикладеного поля і різній температурі. У результаті вимірювання повного циклу перемагнічування зразка можна отримати петлю гістерезису, а також побачити її зміна при різних температурах. З петлі гістерезису, як це вже зазначалося вище, можна дізнатися такі характеристики зразка як намагніченість насичення, залишкову намагніченість і коерцитивної силу [6].
Існують багато видів магнітометрів, однак для дослідження властивостей наноматеріалів найбільш часто застосовують вібраційні магнітометри і СКВІД-магнітометр. У вібраційному магнітометри зразок поміщається в постійне магнітне поле, створюване котушками, і піддають його механічних коливань високої частоти невеликої амплітуди за допомогою пьезоактуатора. В результаті цих коливань зразок створює навколо себе магнітне поле, пропорційне його магнітному моменту, яке реєструється спеціальними датчиками. У СКВІД-магнітометр вимірювання засновані на хвильових властивості електронів. Основний елемент такого магнітоме...
