Твердофазный синтез высокоэнтропийных кристаллов со структурой гексаферрита М-типа в системах Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)12O19, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)12O19 и (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)12O19/B2O3

Аннотация

Проведены эксперименты по получению новых высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой гексаферрита М-типа, состав которых отражает формула MeR₁₂O₁₉. В этой формуле в роли компонентов Me выступают – Ba, Sr, в роли компонентов R, наряду с ранее применяемыми – Fe, Mn, Al, Ga, In, использован ряд новых, ранее не использованных никем для данных задач компонентов – Zr, Sn, Zn. Учитывая данные, представленные в литературе, на данном этапе работ исследования проводились с образцами, принадлежащими трем составам: Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)₁₂O₁₉, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)₁₂O₁₉, (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)₁₂O₁₉/B₂O₃. В первом случае планировалось установить, может ли в качестве компонента высокоэнтропийной фазы со структурой гексаферрита М-типа выступать цирконий. Второй состав позволил установить, можно ли в качестве таких компонентов совместно использовать олово и цинк (при этом предполагалось, что сочетание четырехвалентного олова и двухвалентного цинка позволит добиться взаимной компенсации зарядов ионов этих металлов, получив среднее значение +3). При исследовании третьего состава планировалось изучить возможности использования добавок легкоплавких компонентов (оксида бора и солей, образованных оксидом бора и щелочноземельными элементами) в процессе образования кристаллов высокоэнтропийной фазы. Исследование структуры и химического состава образцов систем Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)₁₂O₁₉, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)₁₂O₁₉, (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)₁₂O₁₉/B₂O₃, полученных методом твердофазного синтеза, показало возможность образования высокоэнтропийных микрокристаллов со структурой гексаферрита М-типа при всех использованных температурах. В ходе проведенных работ установлено, что в составе высокоэнтропийной фазы MeR₁₂O₁₉ в роли компонентов R могут быть использованы Zr, Sn и Zn. Использование легкоплавкой добавки в составе шихты на основе оксида бора не привело к заметному улучшению результатов синтеза кристаллов (а кроме того, образец закономерно оказался загрязненным соединениями бора). Результаты РФА демонстрируют, что увеличение температуры синтеза (в нашем случае до1400 °C) положительно сказывается на его результатах. Все эти факты следует учесть в ходе последующих экспериментов по созданию однофазных образцов, пригодных для исследования их характеристик.