Радиационно-термический синтез легированных литиевых ферритов в пучке ускоренных электронов

• Автор: Васендина, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПОЛУЧЕНИЕ ФЕРРИТОВО

1.1. Общая характеристика ферритов.

1.1. Г. Кристаллография шпинельных соединений.

1.1.2. Физикохимические свойства феррошпинелей.

1.2. Синтез литиевых ферритов

1.2.1. Диаграммы состояния ферритообразующих систем.

1.2.2. Твердофазный синтез литиевых ферритов

1.3. Активированный синтез оксидных материалов.

1.3.1. Методы химической активации

1.3.2. Физические методы активации

1.4. Состояние вопроса и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Приготовление реакционных смесей и образцов.
2.2. Радиационнотермический ферритизующий обжиг.
2.3. Термический синтез
2.4. Рентгеновская дифрактометрия
2.5. Методика магнитных измерений
2.6. Термогравиметрия и дифференциальноскаиирующая калориметрия ТГДСК.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА ПОСЛЕ
ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЖИГА РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ
3.1 Зависимости ТГДСК бинарных составов.
3.1.1 Зависимости ТГДСК смеси 1л2С Ре3
3.1.2 Зависимости ТГДСК и фазовый состав после обжига бинарных
смесей.
3.2. Зависимости ТГДСК смесей при синтезе литийзамещенных ферритов
3.2.1 Система 1л2С2п0Ре
3.2.2 Система 1л2СОзТЮ2Рс2Оз
3.3 Влияние высокотемпературного обжига с промежуточным перемешиванием на фазовый состав смеси 1л2С2п0Ре
3.3.1 Рентгенофазовый анализ смесей.
3.3.2 Термогравиметрические измерения.
3.4 Влияние высокотемпературного обжига и промежуточного перемешивания на фазовый состав смеси Ы2С0зТ2Рез.
3.4.1 Рентгенофазовый анализ смесей.
3.4.2 Термогравиметрические измерения.
3.5 Магнитные свойства реакционных смесей, ферритизованных при
высокотемпературном обжиге с перемешиванием
ВЫВОДЫ. .
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ ЛИТИЕВЫХ ФЕРРИТОВ В
ПУЧКЕ УСКОРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ.
4.1 Радиационнотермический синтез литийцинковых ферритов.
4.1.1 Дифрактометрические исследования.
4.1.2 Зависимости ТГДСК после термического и радиационнотермического обжига реакционных смесей.
4.1.3. Кинетические изменения концентрации исходных компонентов и магнитных свойств смесей Ы2С2пОРе2Оз при термическом и радиационнотермическом обжиге
4.2. Радиационнотермический синтез литийтитановых ферритов
4.2.1. Дифрактометрические исследования.
4.2.2 Зависимости ТГДСК после термического и радиационнотермического обжига реакционных смесей 1Л2СОзТЮ2Ре2Оз
4.2.3. Кинетические изменения концентрации исходных компонентов и магнитных свойств смесей 1л2СТЮ2Ре3 при термическом и радиационнотермическом обжиге
4.3. Сравнение результатов исследования радиационнотермического синтеза двух систем литийзамещенных ферритов
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОМЫШЛЕННОГО РАДИАЦИОННОТЕРМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ПОРОШКОВ ЛЕГИРОВАННЫХ ЛИТИЕВЫХ ФЕРРИТОВ
5.1 Технологические возможности электронных ускорителей ИЛУ6
5.2 Измерение температуры в мощных пучках ускоренных электронов
5.2.1 Распределение температуры по объему облучаемого
материала
5.2.2. Измерение температуры объектов термопарным датчиком
5.2.3 Измерение ЭДС термопары.
5.3 Термогравиметрический контроль качества синтезированных порошков литийзамещенных ферритов.
5.3.1 Литийцинковая феррошпинель
5.3.2 Литийтитановая феррошпинель.
5.4 Схема линии промышленного производства порошков легированных
литиевых ферритов радиационнотермическим способом. .
ВЫВОДЫ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Тетраэдрические междоузлия имеют меньшие размеры, чем октаэдрические, поэтому можно ожидать, что они будут заниматься преимущественно ионами меньшего радиуса. Обычно трхвалентные ионы имеют меньший ионный радиус, чем двухвалентные. Поэтому, трехвалентные ионы, как правило, предпочитают занимать
преимущественно тетраэдрические положения, что способствует образованию обращнной структуры. Электронная конфигурация. Кристаллическое иоле имеет различную симметрию в тетра и октаэдрических позициях. Энергетически выгодное распределение заряда катиона в кристаллическом поле будет определяться соответствием симметрии поля с симметрией электронной оболочки иона. Ионы ЬГ, М, ТА с наружной электронной оболочкой инертного газа и ионы Мп2 Ре3 со сферически симметричной 3 оболочкой не имеют предпочтения к какому либо междоузлию. Электростатическая энергия. В соответствии с принципом минимизации свободной энергии решетки наиболее вероятно катионное распределение, когда ионы с наибольшим положительным зарядом располагаются в октаэдрических узлах, а ионы с наименьшим положительным зарядом в тетраэдрических положениях. Таким образом, система будет обладать минимальной маделунговской энергией в случае размещения ионов с наибольшим положительным зарядом в окружении шести ионов кислорода и ионов с наименьшим положительным зарядом в окружении четырех ионов кислорода. Кристаллохимия ферритов, т. Магнитные моменты ферритов складываются из магнитных моментов ионов отдельных подрешеток, состоящих из магнитоактивных катионов 8. В феррошпинелях имеется две такие подрешетки подрешетка А катионы в тетраэдрических промежутках и подрешетка В катионы в октаэдрических промежутках. Исходя из теории Нееля , косвенное отрицательное обменное взаимодействие между электронами ионов в этих подрешетках с участием ионов кислорода имеет различную величину и приводит к спонтанной намагниченности феррошпинелей. Результирующим магнитным моментом соединения является разница между намагниченностью тетраэдрической и октаэдрической подрешеток 1. Для изменения намагниченности простых ферритов в кристаллическую решетку вводят диамагнитные или магнитные ионы, спиновый магнитный момент которых отличен от магнитного момента иона Ре3. Для увеличения намагниченности насыщения вводятся ионы, стремящиеся занять тетраэдрические положения в катионной подрешетке 7,п2, Сс, ва3, 1п3т, ве4, Бп4, а для обратного эффекта вводятся ионы, которые пытаются попасть в октаэдрические узлы подрешетки А, Сг3, Шт, Т4 БЬ5 . Направления векторов намагниченности в веществе обусловлены такими факторами, как кристаллографическая магнитная анизотропия характеризуемая коэффициентами К и К2, анизотропия вследствие магнитострикции и механических напряжений характеризуемая коэффициентами А. А.щ для кубической системы, и т. Эти параметры определяют размеры доменов и доменных стенок и определяют динамику процессов персмагничивания, форму петли гистерезиса, температурную зависимость магнитных характеристик 8, . Энергия индуцированной магнитной анизотропии Ес зависит от кристаллографического направления вектора намагниченности относительно оси кристалла. ЕсК1а2г а2га а2за а2зК. У большинства ферритов шпинелей К имеет отрицательное значение, т. Ес принимает крайне малое значение при а а2 а3, поэтому направление легкого намагничивания становится направление 1. Процессы кристаллографической анизотропии и магнитострикции описываются с помощью механизма спин орбитального взаимодействия ионов. Распространение получила одноионная модель , , где магнитная анизотропия представляется, как сумма анизотропии отдельных ионов разных позиций кристаллической решетки. Введение в решетку шпинели диамагнитных ионов 2п2, Оа3, Т или ионов, с отличным от нуля орбитальным моментом, Са2, Ре2 приводит к изменению анизотропии. В первом случае изменение константы магнитной анизотропии К обусловлено изменением содержания магнитных ионов Ре3 в подрешетках, а во втором появлением в одной из подрешеток ионов с большей энергией спин орбитального взаимодействия. На2К,М8 1. Явление магнитострикции связано с изменением линейных размеров и объема ферромагнетика при его намагничивании .