Диссертация (1105508), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Помимо размерногоэффекта существенный вклад в магнитные характеристики нанопорошков YFeO3также дает морфология и характер агрегированности составляющих их наночастиц.Так, например, коэрцитивная сила стержневидных (#3) и пластинчатых (#2)наночастиц YFeO3 приблизительно равного размера отличаются практическивдвое. Эти данные свидетельствуют о том, что морфологические особенностинаночастицYFeO3взначительнойстепениопределяютихмагнитныехарактеристики, которые в данном случае изменяются в зависимости от характеравзаимосвязи слабого ферромагнетизма и антиферромагнетизма в образце. Этоприводит в случае наночастиц различной морфологии к различным соотношенияммагнетокристаллического и доменного вкладов.
Сделанное заключение такжеподтверждается результатами работы [212], авторы которого провели численное115моделирование петель намагничивания для различных комбинаций приложенногополя, легкой оси намагничивания и направления оси движения доменных границ ипоказали, что каждой ситуации соответствует различный магнитный откликвещества.Таким образом показано, что метод и условия синтеза оказываютопределяющее влияние на морфологию, размер и агрегированность образующихсянанокристаллов ортоферрита иттрия. А эти параметры нанокристаллическоговещества в свою очередь обуславливают функциональные характеристики веществи материалов на их основе, в данном случае магнитные свойства нанопорошков наоснове ортоферрита иттрия.
Эта последовательность причинно-следственныхсвязей позволяет проводить направленный синтез нанокристаллов ортоферритаиттрия с заданными функциональными характеристиками путем варьированияпараметров синтеза и предыстории исходных композиций.116ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. В результате исследования особенностей формирования ортоферрита иттрия вусловиях глицин-нитратного горения определены границы глицин-нитратногосоотношенияG/N,врамкахкоторыхвозможноформированиекактермодинамически стабильного o-YFeO3, так и метастабильного h-YFeO3 (G/N =1.2 – 3.0), а в случае большого избытка глицина или нитратов в смеси (G/N ≥3.0 иG/N ≤ 1.2, соответственно) – рентгеноаморфных композиций на основе YFeO3.2.
Показано, что возможность формирования метастабильного h-YFeO3 в условияхглицин-нитратного синтеза связана с особой нанопористой микроструктуройобразующейся композиции, наличие пространственных ограничений в которойпрепятствуют росту частиц h-YFeO3 и их трансформации в o-YFeO3.3. Определено ориентировочное значение размерного критерия устойчивостиметастабильной гексагональной модификации ортоферрита иттрия – 15±2 нм, припревышениикоторогонанокристаллыh-YFeO3трансформируютсявтермодинамически стабильную ромбическую модификацию ортоферрита иттрия.4.
Вследствие изучения особенностей формирования нанокристаллов o-YFeO3 вгидротермальных условиях, показано, что при гидротермальной обработкесоосажденных гидроксидов железа (III) и иттрия формирование нанокристалловYFeO3 происходит при дегидратации гидроксидного прекурсора без образованияпромежуточных фаз.5. Установлено, что в гидротермальных условиях формирующиеся нанокристаллыo-YFeO3 претерпевают срастание с образованием квазимонокристаллическогосростка наночастиц ортоферрита иттрия.6. Показано, что при термической обработке соосажденных гидроксидов железа(III) и иттрия на воздухе формирование нанокристаллов o-YFeO3 происходит подвум механизмам. Первый механизм определяется процессом постепеннойдегидратации гидроксидного предшественника, протекающим, как и в случаегидротермальнойобработки,безкристаллизациизаметногоколичествапромежуточных кристаллических фаз и заканчивающийся при температуре около117690°С.
Второй механизм формирования ортоферрита иттрия связан с частичнойкарбонатизацией гидроксидного прекурсора, которое препятствует образованиюортоферрита иттрия вплоть до температуры около 820°С и предваряетсяпоследовательным разложением ряда оксикарбонатов иттрия.7. В результате исследования особенностей формирования нанокристаллов hYFeO3 и o-YFeO3 при термической обработке рентгеноаморфных продуктовглицин-нитратного горения в условиях избытка глицина, показано, что,образование нанокристаллов гексагональной и ромбической модификацииортоферритаиттрияпроисходитиздвухпринципиальноразличныхпредшественников, находящихся в рентгеноаморфном прекурсоре, что определяетнаправление, скорость и температуру эволюции фазового и дисперсного составаданной композиции.8.
На основании проведенного анализа зависимости магнитных свойствполученного o-YFeO3 от среднего размера кристаллитов и их морфологиипоказано, что посредством изменения метода и условий формированиянанокристаллов ортоферрита возможно существенное варьирование его основныхмагнитных характеристик – коэрцитивной силы (от 2 до 21 кОе) и остаточнойнамагниченности (от 70 до 273 emu/моль).118СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫресурс].–Режимдоступа:1.ScienceDirect[Электронныйhttp://www.sciencedirect.com.2.РемпельА.А.Нанотехнологии,свойстваиприменениенаноструктурированных материалов / А.А.
Ремпель // Успехи химии. – 2007.– Т. 76. – № 5. – С. 474-500.3.Karn B. Nanotechnology and in Situ Remediation: A Review of the Benefits andPotential Risks / B. Karn., T. Kuiken, M. Otto // Environ. Health Perspect. – 2009.– V. 117. – № 12. – P. 1823–1831.4.Lee J. Nanomaterials in the Construction Industry: A Review of Their Applicationsand Environmental Health and Safety Considerations / J.
Lee, S. Mahendra, P.J.J.Alvarez // ACS Nano. – 2010. – V. 4. – № 7. – P. 3580–3590.5.Vance M.E. Nanotechnology in the real world: Redeveloping the nanomaterialconsumer products inventory / M.E. Vance, T. Kuiken, E.P. Vejerano, S.P.McGinnis, M.F. Hochella, D. Rejeski // J. Nanotechnol. – 2015. – Vol. 6. – № 1. –P. 1769–1780.6.Serrao C.R. Magnetoelectric effect in rare earth ferrites, LnFe 2O4 / C.R. Serrao, J.R.Sahu, K. Ramesha, C.N.R. Rao // J.
Appl. Phys. – 2008. – V. 104. – № 1. – P.16102.7.Xu C. Anomalous properties of hexagonal rare-earth ferrites from first principles /C. Xu, Y. Yang, S. Wang, W. Duan, B. Gu, L. Bellaiche // Phys. Rev. B. – 2014. –V. 89. – № 20. – P. 205122.8.Mahalakshmi S. Electrical Properties of Nanophase Ferrites Doped with Rare EarthIons / S. Mahalakshmi, K. SrinivasaManja, S. Nithiyanantham // J.
Supercond. Nov.Magn. – 2014. – V. 27. – № 9. – P. 2083–2088.9.Белов К.П. Редкоземельные ферро- и антиферромагнетики / К.П. Белов, М.А.Белянчикова, Р.З. Левитин, С.А. Никитин. – Москва: Наука. – 1965. – 320 с.10.Мень А.Н. Физико-химические свойства нестехиометрических окислов / А.Н.Мень, Ю.П. Воробьев, Г.И. Чуфаров. – Ленинград: Химия. – 1973. – 223 c.11.Третьяков Ю.Д. Физико-химические основы термической обработкиферритов / Ю.Д. Третьяков, Н.Н.
Олейников, В.А. Граник. – Москва:Издательство МГУ. – 1973. – 200 c.12.Олейников Н.Н. Ферриты. Эволюция химических материалов от порошка докерамики / Н.Н. Олейников // Журнал всесоюзного химического общества им.Д.И. Менделеева. – 1991. – Т. 26. – № 5. – C. 676–682.13.Анциферов В.Н. Проблемы порошкового материаловедения. Часть IV.Материаловедение поликристаллических ферритов / В.Н. Анциферов, Л.М.119Летюк, В.Г.
Андреев, А.Н. Дубров, А.В. Гончар, В.Г. Костишин, А.И. Сатин.– Екатеринбург: Издательство УрО РАН. – 2004. – 395 с.14.Числова И.В. Золь-гель синтез наноструктурированных перовскитоподобныхферритов гадолиния / И.В. Числова, А.А. Матвеева, А.В. Волкова, И.А.Зверева // Физика и химия стекла. – 2011. – Т. 37. – № 6. – С. 101-111.15.Tugova E.A. Formation Mechanism of GdFeO 3 Nanoparticles under theHydrothermal Conditions / E.A. Tugova, I.A. Zvereva // Nanosyst. Physics, Chem.Math.
– 2013. – V. 4. – № 6. – P. 851–856.16.Нгуен А.Т. Влияние условий получения на размер и морфологиюнанокристаллического ортоферрита лантана / А.Т. Нгуен, И.Я. Миттова, О.В.Альмяшева, С.А. Кириллова, В.В. Гусаров // Физика и химия стекла. – 2008. –Т. 34. – № 6. – С. 992-998.17.Тьен Н.А. Влияние условий синтеза на размер и морфологию частицортоферрита иттрия, полученного из водных растворов / Н.А.
Тьен, И.Я.Миттова, О.В. Альмяшева // ЖПХ. – 2009. – Т. 82. – № 11. – С. 1915–1918.18.Nguyen A.T. Synthesis and the study of magnetic characteristic of nano La 1xSrxFeO3 by co-precipitation method / A.T. Nguen, M.V. Knurova, T.M. Nguyen,V.O. Mittova, I.Ya.
Mittova // Nanosyst. Physics, Chem. Math. – 2014. – V. 5. – №5. – P. 692–702.19.Shafer M.W. Rare-Earth Polymorphism and Phase Equilibria in Rare-Earth OxideWater Systems / M.W. Shafer, R. Roy // J. Am. Ceram. Soc. – 1959. – V. 42. – №11. – P. 563–570.20.Tretyakov Y.D. Phase equilibria and thermodynamics of coexisting phases in rareearth element-iron-oxygen systems. I.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
