Физические свойства железосодержащих матриц и нанокомпозитных мультиферроидных материалов на их основе

• Автор: Поречная, Надежда Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НАНОКОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ МАТРИЦ: МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ И СВОЙСТВА (ОБЗОР)
1.1. Современные магнитоэлектрические композитные материалы
1.2. Двухфазные стекла - основа для пористых матриц
1.3. Процесс изготовления пористых стекол
1.4. Способы заполнения пористых стекол
1.5. Влияние условий ограниченной геометрии на свойства веществ
1.6. Структура и свойства железосодержащих многофазных стекол
ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
2.1. Описание объектов исследования
2.2. Применение атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии
2.3. Метод порошковой рентгеновской дифракции
2.4. Измерение диэлектрического отклика исследуемых систем
2.5. Методы исследования магнитных свойств
2.6. Дифференциальная сканирующая калориметрия
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ДВУХФАЗНЫХ
ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ НА ИХ СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА
3.1. Морфология двухфазных железосодержащих стекол
3.2. Магнитные свойства
3.3. Анализ кристаллической структуры
3.4. Диэлектрический отклик
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ПОРИСТЫХ МАГНИТНЫХ МАТРИЦ
НА ОСНОВЕ ДВУХФАЗНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ 4 Л. Морфология и особенности кристаллической структуры
4.2. Магнитные свойства
4.3. Диэлектрический отклик

СОДЕРЖАНИЕ СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НАНОКОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ МАТРИЦ: МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ И СВОЙСТВА (ОБЗОР)
1.1. Современные магнитоэлектрические композитные материалы
1.2. Двухфазные стекла - основа для пористых матриц
1.3. Процесс изготовления пористых стекол
1.4. Способы заполнения пористых стекол
1.5. Влияние условий ограниченной геометрии на свойства веществ
1.6. Структура и свойства железосодержащих многофазных стекол
ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
2.1. Описание объектов исследования
2.2. Применение атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии
2.3. Метод порошковой рентгеновской дифракции
2.4. Измерение диэлектрического отклика исследуемых систем
2.5. Методы исследования магнитных свойств
2.6. Дифференциальная сканирующая калориметрия
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ДВУХФАЗНЫХ
ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ НА ИХ СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА
3.1. Морфология двухфазных железосодержащих стекол
3.2. Магнитные свойства
3.3. Анализ кристаллической структуры
3.4. Диэлектрический отклик
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ПОРИСТЫХ МАГНИТНЫХ МАТРИЦ
НА ОСНОВЕ ДВУХФАЗНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ
4.1. Морфология и особенности кристаллической структуры
4.2. Магнитные свойства
4.3. Диэлектрический отклик

ГЛАВА 5. НАНОКОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ МАГНИТНЫХ СТЕКОЛ
5 Л. Исследование свойств нанокомпозитных материалов методом
сканирующей дифференциальной калориметрии
5.2. Диэлектрические характеристики НКМ на основе пористых магнитных матриц, заполненных №N02
5.3. Влияние магнитного поля на поведение параметра порядка в нанокомпозитах с внедренным ИаЫ02
5.4. Магнитострикция НКМ на основе микропористой магнитной матрицы, заполненной сегнетоэлектриком КИОз
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ #
СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА

Введение оксида железа в многокомпонентные стекла приводит к изменениям в структуре связей в кремниевой и боратной компонентах стекла: формируются тетраэдры [Fe3+04], которые встраиваются в силикатный (Si—О) каркас, при этом уменьшается количество тетраэдров [В04] и увеличивается число тригональных групп [ВОз].
Координационные числа ионов Fe3+ в рассматриваемых (аллюминоборосиликатных) стеклах определяются молярным отношением (Na20 + CaO) : (А12Оз + В203 + Fe203), где Na20 и СаО являются донорами кислорода. При избытке (Na20 + CaO) ионы железа, также как ионы бора и алюминия, образуют тетраэдрические оксидные комплексы (Fe3+04/2)' Na+ и (Fe3+04/2)'2 Са2+, тем самым замещая Si, т.е. при выполнении условия (Na20 + CaO) : (А1203 + В203 + Fe203) > 1 образуются тетраэдр Fe3+ и октаэдр Fe2+. В случае когда (Na20 + CaO) : (А1203 + В203 + Fe203) < 1 ионы Fe3+ образуют октаэдры. В последнем случае, по мнению автора [83], сначала формируются тетраэдрические оксидные комплексы А1 и В, а оставшийся кислород участвует в образовании тетраэдров Fe-O. В этом случае большая часть ионов железа находится в состояниях с координационным числом, равным 6 и входит в состав капельной фазы, обогащенной железом. В процессе термообработки (от 750°С до 950°С) преимущественно в области этой фазы происходит окисление двухвалентного железа до трехвалентного. Это приводит к образованию групп [Fe3+06] и преобразованию ферримагнитной фазы (магнетита Fe304) в гематит (а-Ре20з). Максимальное количество Fe304 зависит от содержания в образце ионов Fe2+ и Fe3+, при этом формирование гематита возможно лишь в стеклах с малым содержанием Fe2+, например, в случае стекол, для которых выполняется следующее соотношение:
Fe203 : (Fe0+Fe203) = 0,93 - 0,97 [83].
Авторы работы [85] утверждают, что ионы железа Fe2+ преобладают при малых концентрациях оксида железа (III), а при больших концентрациях (Fe203 > 20 %) в железосодержащих стеклах доминируют ионы Fe3+.