Магнитные свойства твердых растворов на основе халькогенидной шпинели Cu0.5Fe0.5Cr2S4

• Автор: Кирдянкин, Денис Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Кристаллохимия упорядоченных шпинельных соединений типа А ,о.5А3о5Сг2Х4Х Бе

1.2. Условия получения соединений А.5АСX4 X Б, Бе и твердых растворов на их основе

1.3. Магнитные свойства и структура ферримагпитпых материалов и их твердых растворов.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Си0.5Гео5хгпчСг,, АТТЕСТАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ.
3.1. Изучение условий получения поликристаллов Сио.5рео.51х2пхСг4. Аттестация образцов, определение области гомогенности.
3.2. Исследование магнитных свойств твердых растворов Сио.5Ре0.51пхСг4, построение магнитной фазовой диаграммы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА УСЛОВИЙ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СиРео5х1ПхСг4, ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ МАГНИТНЫХ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
4.1. Изучение условий синтеза твердых растворов Си0.5рео.5х1пхСг4. Определение области гомогенности
4.2. Магнитные свойства и магнитная фазовая диаграмма твердых растворов Си0.5рео.5.х1пхСг4 .
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА УСЛОВИЙ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Си0 5Рео.5.хОахСг, ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ МАГНИТНЫХ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
5.1. Изучение условий синтеза твердых растворов Си0.5рео.5хОахСг4. Определение области гомогенности.
5.2. Магнитные свойства и магнитная фазовая диаграмма твердых растворов Сио.5Рео.5.хОахСг4
Глава 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Кристаллохимия упорядоченных шпинельных соединений типа А0. А3. Соединения со структурой шпинели, к которым относятся исследуемые вещества, имеют общую формулу АВ2Х1 и кристаллизуются в кубической системе типа природного минерала шпинели АЬО. Исследование и точное определение строения кристаллической решетки МА проделаны в начале прошлого века. Было установлено, что идеальную кристаллическую решетку шпинели можно рассматривать как одну из плотных шаровых упаковок кубического типа. В узлах этой плотной упаковки находятся большие по величине двухвалентные отрицательные ионы кислорода, а в междоузлиях в определенном порядке расположены небольшие положительные ионы металла. Известно, что при образовании плотных шаровых упаковок возникают междоузлия двух типов тетраэдрические, находящиеся в центре тетраэдра, образованного четырьмя соседними ионами, и октаэдрические, находящиеся в центре октаэдра из шести соседних ионов. Пространственная группа шпинели О и Рст кубическая см. Элементарная ячейка ее содержит атомов атома кислорода в узлах плотной шаровой упаковки, 8 атомов металла в тетраэдрических и атомов хметалла в октаэдрических междоузлиях. Элементарная ячейка шпинели 1 представляет собой куб, в состав которого входит восемь структурных единиц типа ГАРО. Кислородные ионы расположены по принципу плотной кубической гранецентрированной упаковки шаров, плотность заполнения пространства в упаковках составляет ,, остальная часть пространства , остается в виде пустот между шарами. На каждые п шаров, уложенных плотнейшим образом, приходится п октаэдрических пустот и 2п тетраэдрических, это соотношение не зависит от типа упаковки. В этих кислородных междоузлиях находятся катионы металлов. При заполнении 18 тетраэдрических и половины октаэдрических пустот ионами двух сортов получается структура типа КА шпинель, пространственной группы РбЗт. В элементарной ячейке шпинели заполнено 8 тетраэдрических пустот 8а и октаэдрических с1. Структуру, в которой все катионы двухвалентного металла занихмают позиции типа 8а, а катионы трехвалентного металла распределяются в междоузлиях типа с1, называют нормальной шпинелью. Часто встречаются и шпинели с иным характером распределения
катионов по междоузлиям. Ме МеМе Х4. Рис. Большинство реальных ферритов характеризуется некоторым промежуточным распределением катионов, когда и ионы Ме 2 , и ионы трехвалентного металла Ме 3 занимают позиции того и другого типов. Такие структуры называют амфотерной шпинелью. Промежуточному распределению катионов соответствует структурная формула Ме2 ,. Ме3 х Ме 2 х Ме3 ,. Структуре нормальной и обращенной шпинели отвечают значения х, равные, соответственно, нулю и единице. Каждая из октаэдрических позиций является центром симметрии кристалла. Совокупности тетраэдрических и октаэдрических междоузлий образуют в кристаллической решетке шпинели две кубические гранецентрированные подрешетки. В случае идеальной структуры шпинели и 38, в реальных структурах кислородный параметр может быть как больше, так и меньше 38. Таблица 1. Изучая симметрию решетки шпинели, легко заметить, что ее элементарную ячейку куб с ребром, равным а можно разбить на восемь кубовоктантов с ребром, равным а2. При этом возникают две группы по четыре октанта в каждой, такие, что расположение ионов в октантах, принадлежащих к одной группе, одинаковое, а в октантах, принадлежащих к разным группам разное. Позиции ионов одинаковы в тех октантах, которые имеют общее ребро, и различны в октантах, обладающих общей гранью. Рис. Можно считать, что тетраэдрические катионы образуют две взаимопроникающие грансцентрированные решетки с ребром а, смещенные друг относительно друга на расстояние а43 в направлении пространственной диагонали куба 1. Октаэдрические катионы образуют четыре взаимопроникающие гранецентрированные решетки, смещенные по отношению друг к другу на расстояние а42 в направлении диагоналей граней. Анионы также образуют гранеценгрированную кубическую решетку. Окружение Аиона имеет строго кубическую симметрию.