Механизмы зарядовой компенсации и свойства субмикрокристаллических феррит-гранатов при отклонениях от стехиометрии по катионному составу и кислороду

• Автор: Булатова, Алсу Наилевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения и аббревиатуры

Введение
Глава 1. Анализ современных представлений о закономерностях кристаллографического упорядочения и их корреляции с магнитными и электрическими свойствами феррит-гранатов

1.1. Особенности магнитных и электрических свойств ферритов со структурой граната

1.1.1. Структура феррит-гранатов

1.1.2. Магнитные свойства

1.1.3. Механизм электропроводности в феррит- гранатах

1.2. Общие закономерности формирования дефектности оксидных систем и проблемы классификации

1.2.1. Дефекты оксидных кристаллов

1.2.2.Дефекты нестехиометрии и их зарядовая компенсация
1.3. Постановка задач исследования
Глава 2.Экспериментальные образцы и методы их
исследования
2.1. Выбор и приготовление объектов исследования
2.1.1. Метод твердофазных реакций
2.1.2. Криохимическая технология
2.1.3. Метод пиролиза
2.2. Рентгеноструктурный анализ
2.3. Методика измерения электрической проводимости
2.4. Методика измерения удельной намагниченности насыщения
2.5. Мессбауэровская спектроскопия

2.6. Методика проведения окислительно-восстановительных отжигов
2.7. Рентгеноспектральный микроанализ
Глава 3. Зависимость структурных и электромагнитных
свойств замещенного железо-иттриевого граната от концентрации двухвалентной примеси, размера зерен и частиц в субмикронном диапазоне
3.1. Состав и структура экспериментальных образцов
3.2. Исследование зависимости магнитных свойств от размера зерен поликристаллических образцов и частиц
порошков ЖИГ
3.3. Магнитная микроструктура в феррит-гранатах с неизовалентным замещением
3.4. Корреляция между значениями параметра кристаллической решетки замещенных ЖИГ и концентрацией двухвалентной примеси
3.5. Зависимость электрических характеристик замещенных феррит-гранатов от концентрации двухвалентной примеси
замещенных ЖИГ с состоянием ионов железа и отклонениями от стехиометрии
4.1. Зависимость структурных параметров от условий термических обработок
4.2.Корреляция магнитных характеристик образцов с состоянием ионов
железа и отклонениями от стехиометрии
Основные результаты и выводы
Заключение
Литература

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНА ЧЕНИЯ И АББРЕВИА ТУРЫ
СВЧ—сверхвысокие частоты;
ЖИГ—железо-иттриевый гранат; а — период кристаллической решетки;
М$ — намагниченность насыщения; а 5 — удельная намагниченность насыщения; у —отклонение содержания кислорода
стехиометрического; а — магнитный момент иона; г— ионный радиус;
р — удельное сопротивление;
Еа — энергия активации.

переходов в ферритах. Те же причины затрудняют решение
вопроса о том, являются ли возникающие в ряде случаев дефектные структуры метастабильными или же их существование связано с кинетическими ограничениями при синтезе [55].
В равновесных термодинамических условиях ферриты характеризуются диаграммами состояния, связывающими их состав, температуру Т и парциальное давление кислорода Р0 в газовой фазе [48]. Величина у определяется соответствующей изоконцентрационной линией диаграммы состояния в координатах
1ё Ро [79]. Для некоторых моноферритов и их простейших твердых растворов проведены систематические исследования упругости диссоциации, равновесных давлений кислорода на границах фазовых превращений, влияния давления кислорода и температуры на нестехиометрию, тип дефектов, распределение катионов выполнены [1, 30, 63, 76,]. Как показано в работах [18, 43, 51, 53, 74, 78, 80] тип и концентрация дефектов зависит от величины парциального давления кислорода.
При спекании ферритов находящийся в них кислород стремится к динамическому равновесию с кислородом атмосферы спекания. При этом сумма отрицательных и положительных зарядов реагирующих веществ всегда равна нулю. В случае недостатка парциального давления кислорода, атомы кислорода с поверхностного слоя феррита переходят в окружающую среду. При потере кислорода (у<0) в ферритах возникают внедренные катионы или анионные вакансии (возможно, также их одновременное присутствие), а в результате окисления (у>0) — катионные вакансии (внедрение в междоузлия крупных анионов кислорода является маловероятным) [48, 53, 78,]. При этом
избыточные катионы и анионные вакансии, возникающие в