Магнитные композиты на основе наноразмерных частиц MeOn-Fe2O3, интегрированных в диэлектрическую матрицу диоксида кремния

• Автор: Гареев, Камиль Газинурович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Природа и основные виды магнитного упорядочения

1.2 Сложные виды магнитного упорядочения

1.3 Особенности магнитных свойств наноструктурированных материалов

1.4 Основные методы химического синтеза и классы получаемых материалов

1.5 Применение наноструктурированных магнитных материалов

1.6 Выводы по главе

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА И ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

2.1 Описание методики приготовления экспериментальных образцов

2.2 Исследование микроструктуры и фазового состава образцов на основе нанокристаллического а-оксида железа
2.3 Диагностика микроструктуры и магнитных характеристик композитов на основе систем МеОп-ГегОз-ЗЮг
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3. МИКРОСТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ МеОп-Ее2Оз-8Ю2 НА ОСНОВЕ ФЕРРОШПИНЕЛЕЙ И ФЕРРОГРАНАТОВ
3.1 Изучение влияния состава исходного золя на процесс
формирования фаз феррошпинелей и феррогранатов методами рентгеновской и электронной дифракции
3.2 Исследование микроструктуры нанокомпозитов методом тепловой десорбции азота и атомно-силовой микроскопии
3.3 Измерение низко- и высокочастотных магнитных характеристики композитов на основе феррошпинелей и феррогранатов
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ И ДИАГНОСТИКА СВОЙСТВ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЕеО„-8Ю
4.1 Анализ химического состава образцов на основе нанокристаллического магнетита методами рамановской спектроскопии, рентгеноспектрального микроанализа и спектрофотометрии
4.2 Исследование процессов агрегации коллоидных наночастиц в магнитном поле методами РЭМ, АСМ и кондуктометрии
4.3 Анализ магнитных характеристик коллоидных растворов методами ЯМР-релаксометрии и магнитометрии
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В настоящее время среди перспективных магнитных материалов следует выделить наноструктурированные композиты в виде слоев и коллоидных частиц, которые синтезируются химическими методами. Такие материалы могут использоваться в электронике и биомедицине в качестве поглотителей электромагнитной энергии, контрастирующих агентов для магнитно-резонансной томографии и препаратов гипертермической терапии.
Следует отметить, что применение наноструктурированных композитных слоев при решении таких задач, как электромагнитное экранирование, позволяет управлять частотными характеристиками магнитных потерь без изменения основного наполнителя (нано- или микрокристаллического феррита) благодаря изменению формы, размеров и дисперсии магнитных частиц, задаваемых немагнитным компонентом. Увеличение погонного затухания при использовании небольших (по массе) добавок высокодисперсных частиц, получаемых химическими методами, дает возможность существенно уменьшить массогабаритные показатели экранирующих слоев или, при сохранении толщины, достичь практически полного поглощения на частотах естественного ферромагнитного резонанса используемых ферритов.
Коммерческие препараты магнитных наночастиц, стабилизированных органическими или неорганическими оболочками, в последние годы широко используются при изучении свойств контрастирующих агентов для магниторезонансной томографии, адресной терапии и гипертермии. Применение химически синтезируемых модельных коллоидных частиц, обладающих новыми функциональными характеристиками, может существенно сократить расходы на этапе поисковых исследований в биомедицине.

четырех обобщенных методов приготовления наночастиц [51] приведено в таблице 1.2.
Таблица 1.
Сравнение методов получения магнитных наночастиц [51]
Метод Соосаждение Пиролиз Микроэмульсия Г идротермал ьный синтез
Синтез Простой Сложный Сложный Простой
Условия синтеза Обычные условия Инертная атмосфера Обычные условия Высокое давление
Реакционная температура, °С 20-90 100-320 20-50
Продолжительность Минуты Часы,дни часы Часы, дни
Растворитель Вода Органическое соединение Органическое соединение Вода, этанол
Необходимость добавлен ПАВ В течение или после реакции В течение реакции В течение реакции В течение реакции
Распределение по размеру Относительно узкое Очень узкое Относительно узкое Очень узкое
Контроль формы Плохой Очень хороший Хороший Очень хороший
Выход полезного продукта Высокий Высокий Низкий Средний
1.5 Применение наноструктурированных магнитных материалов
Наноструктурированные магнитные материалы находят широкое применение в промышленности, быту, медицине и научных исследованиях [1,47,48], поэтому многие научные коллективы подходят к изучению физических свойств синтезируемых химическим методом материалов с прикладной точки зрения.
Нанокомпозиты ЖИГ являются одними из основных материалов для развития СВЧ-электроники. Наполненный частицами золь-гель ЖИГ