Получение ферритовой керамики BaFe(11,9–х)Mn0,1TixO19 методом твердофазной реакции

Abstract

Гексаферрит бария – один из таких материалов, который нашел применение в области электроники, энергетики. Важны его особые магнитные свойства: высокая коэрцитивная сила, магнитная проницаемость и т. д. В последнее время к блочной структуре этого материала проявлен большой интерес со стороны научного сообщества, что выражено в высокой публикационной активности. Однако до сих пор не представлен исчерпывающий обзор структуры и свойств замещѐнного марганцем и титаном гексаферрита бария. Именно эти легирующие элементы, согласно теоретическим обоснованиям, должны в значительной мере модифицировать кристаллическую решѐтку и свойства исследуемого объекта. В данной работе объектом исследования являются ферритные материалы со структурой магнетоплюмбита. Целью исследования является получение замещѐнного феррита состава BaFe(11,9–x)Mn0,1TixO19, где x = 0,1; 0,5 и 1. В ходе исследования была отработана технология получения исследуемого вещества методом твердофазного синтеза. Показано, что оптимальная температура синтеза составляет 1400 °С при выдержке 5 часов. Контроль химического состава осуществляли с помощью сканирующей электронной микроскопии с функцией микроанализа. Также было определено, что полученные керамические образцы имеют большое количество микропор, средний размер которых лежит в диапазоне 5–50 мкм. Оценка параметров элементарной ячейки синтезируемого вещества проведена с помощью рентгеноструктурного анализа. Выявлена немонотонность изменения параметров элементарной ячейки. Установлена корреляция в изменении температуры Кюри с увеличением концентрации легирующих элементов методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Barium hexaferrite is among substances that are used to create materials in the field of elec-tronics and energetics. Its special magnetic properties are important: high coercivity, magnetic permeability, etc. Recently the scientific community has shown great interest in the block struc-ture of this material, which is expressed in high publication activity. However, an exhaustive re-view of the structure and properties of barium hexaferrite substituted with manganese and tita-nium has not yet been presented. Exactly these alloying elements, according to theoretical justifi-cations, should significantly modify the crystal lattice and the properties of the object under study. In this paper the objects of research are ferritic materials with the structure of magneto plumbite. The aim of the study is to obtain a substituted ferrite composition BaFe(11.9-x)Mn0.1TixO19, where x= 0.1, 0.5, and 1. In the course of the study the technology of ob-taining the investigated material by solid-phase synthesis has been developed. It is shown that the optimal synthesis temperature is 1400 °C at an exposure time of 5 hours. The chemical composition was controlled by scanning electron microscopy with the function of microanalysis. It was also determined that the obtained ceramic samples had a large number of micropores, the average size of which was in the range of 5–50 micrometers. The lattice parameters of the synthesized material were evaluated using X-ray diffraction analysis. The nonmonotonicity of the change in the unit cell parameters was revealed. A correlation was established between the change in the Curie temperature and the increase in the concentration of alloying elements by differential scanning calorimetry.