Структура и свойства замещенных лантан-стронциевых манганитов в зависимости от состава и условий высокотемпературного деформирования

• Автор: Выборнов, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Глава 1. Современные представления о зависимости свойств перовскитоподобных манганитов от состава и структурных характеристик. Проблемы синтеза нанокерамики
1.1. Многообразие кристаллических, электронных и магнитных структур манганитов. Конкурирующие обменные взаимодействия и электромагнитные свойства
1.2. Влияние дефектности и давления на характеристики манганитов
1.3. Влияние замещений марганца Зб-металлами на магнитные и электрические параметры манганитов
1.4. Роль микроструктуры в формировании свойств манганитов. Размерные эффекты
1.5. Структурные особенности, свойства и проблемы синтеза ультрамикрозернистых и наноструктурированных материалов
1.6. Постановка задач работы
Глава 2. Экспериментальные образцы и методы их исследования
2.1. Выбор и приготовление объектов исследования
2.1.1. Системы составов и электронная конфигурация замещающих марганец ионов
2.1.2. Технологические процессы при обычном твердофазном синтезе и высокотемпературном деформировании манганитов
2.2. Рентгеноструктурный и химический анализы
2.3.Электронная микроскопия, электронно-зондовый микроанализ и сканирующая зондовая микроскопия
2.4. Измерение плотности и микротвердости
2.5. Ферромагнитный резонанс
2.6. Измерение магнитных и электрических характеристик
Глава 3. Кристаллическая структура, субмикрокристаллическое состояние и механические свойства манганитов в зависимости от состава и условий синтеза
3.1. Кристаллофизические характеристики синтезированных манганитов
3.2. Модельное описание зависимости параметров кристаллической решетки манганитов от состава и дефектности
3.3. Микроструктура и микротвердость в зависимости от режимов спекания
Глава 4. Влияние характеристик микроструктуры, неоднородностей и дефектов на электромагнитные свойства манганитов
4.1. Магнитные характеристики, спектры ФМР и магнитная микроструктура
4.2.Температурная зависимость проводимости и магнитосопротивления
4.3. Механизмы влияния дефектности на магнитные и электрические параметры манганитов
Заключение. Выводы
Литература
Приложение

Актуальность темы диссертации. Достижения в области физики, химии, материаловедения и технологии новых функциональных сред составляют фундаментальную базу развития электроники, измерительной техники, запоминающих устройств [1-4]. В последние годы особое внимание уделяется разработке нанокерамических материалов, существенно или даже принципиально отличающихся по свойствам от обычных поликристаллов [1,5-12]. Перспективы создания новых устройств считывания информации и магнитных сенсоров определяются возможностями использования перовскитоподобных материалов на основе манганита лантана с неизовалентными замещениями в различных подрешетках, обладающих колоссальным магнитосопротивлением (КМС)
[1-4,7,13-17]. Указанные материалы обладают чрезвычайно богатой фазовой диаграммой, испытывают ряд структурных и магнитных фазовых превращений [14-17]. Размерные эффекты, в том числе изменение магнитосопротивления с уменьшением диаметра частиц (зерен), процессы перемагничивания в субмикрокристаллических и наноструктурированных манганитах практически не изучены [7,10,13].
Одной из сложных проблем синтеза манганитов является получение достаточно плотных, прочных и твердых образцов [13]. Обычная керамическая технология не обеспечивает достижение относительной плотности выше 0,8, тем более при малых размерах зерен, поскольку для ультрадисперсных порошков характерна низкая уплотняемость при прессовании [5,6,8,9-12]. Обычные режимы спекания не позволяют сохранить исходную мелкозернистую структуру. При спекании под давлением удается получать образцы с высокой относительной плотностью и субмикрокристаллической структурой [8,9,11,12]. В то же время, высокотемпературное деформирование при синтезе оказывает влияние на кристаллографические характеристики и содержание кислорода,

Автор глубоко благодарен С.Г.Титовой за оказанную помощь по проведению съемок образцов и сопоставление результатов.
2.2.2. Для определения средней степени окисления марганца использовался метод йодометрического титрования [91,92]. Данная методика основана на титровании йода раствором тиосульфата натрия. Йод вытесняется из раствора иодида калия хлором, выделившимся из растворения навески образца манганита в концентрированной соляной кислоте [91].
Йодометрическое титрование широко применяется для исследования концентрации ионов Мп4+ в сложных манганитах. Относительная погрешность определения доли Мп4+не превышает 5% [91].
2.3. Электронная микроскопия, электронно-зондовый микроанализ и сканирующая зондовая микроскопия
Исследование морфологии, микроструктуры поверхности и межзеренных границ образцов было проведено методами растровой электронной микроскопии (РЭМ), сканирующей туннельной (СТМ) и атомно-силовой (АСМ) микроскопии.
Данные методы исследования требуют соответствующего качества подготовки поверхности образцов (уровень шероховатости, наличие токопроводящего слоя, параллельность плоскости образца относительно плоскости сканирования зонда и т.п.).
Синтезированные образцы подготавливались к исследованиям в соответствии с рекомендациями [90] путем длительной многостадийной полировки мелкодисперсным алмазным абразивом с уменьшающимся размером частиц на установке «МиЬТ1РОЬ» с последующей промывкой в изопропиловом