Технология получения Ni-Zn-Co ферритов со структурой шпинели

Автор: Шерстюк Дарья Петровна, Стариков Андрей Юрьевич, Живулин Владимир Евгеньевич, Жеребцов Дмитрий Анатольевич, Винник Денис Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy

Рубрика: Металловедение и термическая обработка

Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.

Бесплатный доступ

Создание новых функциональных оксидных материалов на сегодняшний день является актуальной задачей современной науки. Анализ научной литературы показал, что интересным функциональным оксидным материалом для применения в электронике является класс ферритов, имеющих структуру шпинели A(1-x-y)BxCyFe2O4, где в качестве компонент A, B и С могут выступать такие элементы как Ni, Zn, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Al, Nd и др. Варьирование концентрации каждого из элементов A, B и С такой системы приведет к изменению ее физико-химических свойств. Таким образом, мы можем получить материал, состоящий из одних и тех же элементов различной концентрации, свойствами которого можно плавно управлять в широком интервале значений. Целью настоящей работы является определение комплекса физико-химических параметров синтеза ферритов с общей формулой Co0,3Ni0,7-xZnxFe2O4, где x принимает значения от 0 до 0,7 с шагом 0,1, а также характеризация их структурных свойств. В качестве метода синтеза Ni-Zn-Co феррита был выбран способ твердофазной реакции. Спекание исследуемых образцов производили при температуре 1150 °C в течение 5 часов. Рентгенофазовый анализ показал, что все полученные образцы являются монофазными и имеют структуру шпинели. Рентгеноструктурный анализ выявил, что замещение атомов цинка на атомы никеля приводит к монотонному увеличению параметров (a и V) элементарной кристаллической решетки. Контроль элементного состава синтезированных образцов осуществляли при помощи энергодисперсионного анализатора, установленного на электронном сканирующем микроскопе Jeol JSM 7001F.

Еще

Никель-цинк-кобальтовый феррит, Ni-Zn-Co феррит, оксидные материалы, РЭМ, РФА, плотность

Короткий адрес: https://sciup.org/147233974

IDR: 147233974   |   DOI: 10.14529/met210104

Список литературы Технология получения Ni-Zn-Co ферритов со структурой шпинели

  • Rady K.E., Elsad R.A. Improvement the physical properties of nanocrystalline Ni-Zn ferrite using the substitution by (Mg-Ti) ions. J. Magn. Magn. Mater., 2020, vol. 498, p. 166195. DOI: 10.1016/j.jmmm.2019.166195
  • Shanmugavel T., Gokul Raj S., Rajarajan G., Ramesh Kumar G. Tailoring the Structural and Magnetic Properties and of Nickel Ferrite by Auto Combustion Method. Procedia Mater. Sci., 2014, vol. 6, pp. 1725–1730. DOI: 10.1016/j.mspro.2014.07.158
  • Verma R., Mazaleyrat F., Deshpande U.P. et al. Ni addition induced modification of structural, magnetic properties and bandgap of Ni-Zn nano ferrites. Materials Today: Proceedings, 2020. Article in press. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.01.489
  • Wang H., Li J., Huo X. et al. Magnetic Ni-Zn spinel ferrite nanopowder from toxic Zn-bearing electric arc furnace dust: A promising treatment process. Minerals Engineering, 2020, vol. 157, p. 106540. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106540
  • Hu J., Ma Y., Kan X. et al. Investigations of Co substitution on the structural and magnetic properties of Ni-Zn spinel ferrite. J. Magn. Magn. Mater., 2020, vol. 513, p. 167200. DOI: 10.1016/j.jmmm.2020.167200
  • Prajyoti P. Gauns Dessai, Sher Singh Meena, V.M.S. Verenkar. Influence of addition of Al3+ on the structural and solid state properties of nanosized Ni-Zn ferrites synthesized using malic acid as a novel fuel. J. Alloys Compd., 2020, vol. 842, p. 155855. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.155855
  • Ega C.S., Babu B.R., Ramesh K.V. et al. Correlation Between Structural, Magnetic and Dielectric Properties of Microwave Sintered Ni-Zn-Al Nanoferrites. J. Supercond. Nov. Magn., 2020, vol. 32, pp. 3525–3534. DOI: 10.1007/s10948-019-5097-1
  • Barba A., Clausell C., Jarque J.C. et al. Magnetic complex permeability (imaginary part) dependence on the microstructure of a Cu-doped Ni–Zn-polycrystalline sintered ferrite. Ceram. Int., 2020, vol. 45, pp. 14558–14566. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.02.255
  • Kuru T.Ş., Kuru M. Structural, optical, and dielectric properties of Cu, Ni-doped Zn ferrites. J. Aust. Ceram. Soc., 2019, vol. 55, pp. 781–788. DOI: 10.1007/s41779-018-00290-7
  • George L., Viji C., Maheen M. et al. Synthesis, characterization of Mg/Mn substituted Ni-Zn ferrites and mechanism of their visible light photo catalysis of Methylene Blue and Rhodamine B dyes under magnetic influence. Mater. Res. Express, 2019, vol. 7, p. 015014. DOI:10.1088/2053-1591/ab5d26
  • Maria K.H., Akther U.S., Esha I.N. et al. Estimation of Structural, Electrical, and Magnetic Variations of Mn-Ni- Zn Ferrites by Substituting Rare Earth Y3+ for High-Frequency Applications. J. Supercond. Nov. Magn., 2020, vol. 33, pp. 2133–2142. DOI: 10.1007/s10948-020-05471-9
  • Dalal M., Das A., Das D. et al. Studies of magnetic, Mössbauer spectroscopy, microwave absorption and hyperthermia behavior of Ni-Zn-Co-ferrite nanoparticles encapsulated in multiwalled carbon nanotubes. J. Magn. Magn. Mater., 2018, vol. 460, pp. 12–27. DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.03.048
  • B.B.V.S. Vara Prasad, K.V. Ramesh, Adiraj Srinivas. Physical, structural, morphological, magnetic and electrical properties of Co0.5–xNixZn0.5Fe2O4 nanocrystalline ferrites. Ceram. Int., 2019, vol. 45, pp. 4549–4563. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.11.141
  • Omri A., Dhahri E., Costa B.F.O. Structural, electric and dielectric properties of Ni0.5Zn0.5FeCoO4 ferrite prepared by sol-gel. J. Magn. Magn. Mater., 2020, vol. 499, p. 166243. DOI: 10.1016/j.jmmm.2019.166243
  • Шерстюк Д.П., Стариков А.Ю., Живулин В.Е., Жеребцов Д.А., Михайлов Г.Г., Винник Д.А. Изучение влияния замещения кобальтом на стру-ктуру никель-цинкового феррита. Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2020. Т. 20, № 2. С. 51–56. [Sherstyuk D.P., Syarikov A.Y., Zhivulin V.E., Zherebtsov D.A., Mikhailov G.G., Vinnik D.A. Study of the Influence of Cobalt Substitution on the Nickel-Zinc Ferrite. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2020, vol. 20, no. 2, pp. 51–56. (in Russ.)] DOI: 10.14529/met200205
  • Kedesky, Katz. Ceramic Age, 1953, vol. 62 (29), p. 62.
  • Shannon R.D., Prewitt C.T. Effective Ionic Radii in Oxides and Fluorides. Acta Cryst. Sect. B, 1969, vol. 25, pp. 925–946.
Еще
Статья научная