ИСТИНА

Магнитотвёрдые гексаферриты с общей формулой МFe12O19 (M = Ba, Sr, Pb) – важнейшие материалы для производства постоянных магнитов. Особый интерес представляет получение наночастиц, поскольку гексаферриты относятся к редкому типу материалов, которые сохраняют свои магнитотвёрдые свойства при очень маленьких размерах частиц и при этом также являются химически и термически устойчивыми. Большой интерес возникает в изучении легирования гексаферрита хромом. Во-первых, на сегодняшний день мало работ, посвященных этой теме. Во-вторых, в отличие от алюминия, хром имеет неспаренные d-электроны, что предполагает увеличение намагниченности материала. Радиусы хрома и железа близки, а значит внедрение атомов хрома в структуру гексаферрита должно происходить легче. При этом коэрцитивная сила увеличивается. Наиболее эффективным методом получения наночастиц гексаферрита высокого качества является кристаллизация оксидных стёкол. При таком подходе получаемые наночастицы также можно выделить из матрицы в виде стабильных коллоидных растворов. Соответственно, целью настоящей работы является синтез и исследование однодоменных высококоэрцитивных наночастиц SrFe12-xCrxO19 (x = 2, 4, 6 и 8) и коллоидных растворов на их основе. Образцы стекла получали быстрой закалкой расплава между вращающимися стальными валками. Далее, для кристаллизации магнитных частиц, стекло отжигали в интервале температур 650 – 850°С. Определены температура Кюри методом ТГА в магнитном поле, и температуры плавления, кристаллизации и стеклования методами ДТА для стеклокерамики. При увеличении степени легирования хромом, температура Кюри уменьшается до 292 °С, что связано с влиянием хрома на энергию обменного взаимодействия, а температуры плавления, кристаллизации и стеклования незначительно увеличиваются. По данным РФА стеклокерамики установлено, что все образцы содержат целевую фазу гексаферрита и набор «побочных» фаз, определяемых как «боратная матрица». После растворения боратной матрицы 3% соляной кислотой были получены стабильные коллоидные растворы для всех серий. Определены концентрации коллоидных растворов на основании данных спектрофотометрии и гравиметрии и динамический радиус частиц методом DLS. При низких температурах отжига частицы имеют меньшие размеры, а растворы более концентрированы. При высоких температурах отжига размер и, соответственно, магнитный момент частиц оказываются слишком велики, и они сложнее стабилизируются в растворе, что приводит к снижению концентрации. При этом оптимальное сочетание концентрации и размера частиц соответствует интервалу температур 700 – 800°С. По данным РФА осадка после выделения наночастиц установлено, что последний содержит единственную фазу – гексаферрит стронция. Это подтверждает, что коллоидные частицы также относятся к фазе гексаферрита. По данным магнитометрии коэрцитивная сила коллоидных частиц увеличивается с ростом степени легирования и температуры отжига, что соответствует цели данной работы. В рамках данной работы впервые были получены коллоидные высококоэрцитивные наночастицы гексаферрита стронция с рекордным значением, превышающим 10кЭ (до 13кЭ). Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 23-73-10045.