Исследование структурных характеристик Ni-Zn-Co феррошпинелей

Аннотация

В настоящее время в современной научной литературе наблюдается повышенный интерес к ферритам всех типов. Среди них особое место занимает Ni-Zn феррит со структурой шпинели. Известно, что функциональные свойства ферритов могут быть значительно изменены путем частичного или полного замещения катионов исходной матрицы на другие катионы, отличающиеся магнитным моментом и размером. Такое изменение структуры позволяет эффективно варьировать свойства ферритов, т. е. обеспечивать «настройку» материала под требуемые свойства. Анализ литературы в этом направлении показал, что эффективным замещающим катионом является ион кобальта Co²⁺. В настоящей работе речь идет о Ni-Zn ферритах переменного состава, с фиксируемым содержанием x(Co) = 0,1. Общая формула имеет вид: Co_0,1Zn_0,9–xNi_xFe₂O₄, (где x принимает значения 0; 0,3; 0,6; 0,9). Цель представленной работы заключается в синтезе образцов, а также в исследовании их плотности и пористости, которые, в свою очередь, оказывают прямое влияние на эксплуатационные свойства керамических ферритов. Синтез образцов производили методом твердофазной реакции при помощи высокотемпературной печи в атмосфере воздуха. Ранее проведенные исследования позволили выявить комплекс оптимальных физико-химических условий, при которых происходит ферритизация исходной шихты. Исходными компонентами для приготовления шихты служили оксиды. В качестве методов исследования в работе применяли рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ, электронную микроскопию и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию. В результате рентгенофазового анализа было выявлено, что полученные образцы являются монофазными и относятся к шпинелям типа AFe₂O₄ (где элемент A = Ni, Zn, Co). Исследование морфологии поверхности образцов выявило наличие множества кристаллитов различного размера, естественная огранка которых соответствует кристаллитам, имеющим кубическую сингонию. Проведены исследования истинной и рентгеновской плотности полученных образцов. Определена зависимость влияния величины замещения x(Ni) на пористость (плотность), а также на параметры элементарной кристаллической решетки.