Ферриты
Введение
В области материаловедения магнитные материалы привлекли значительное внимание из-за их широкого применения в электронике, телекоммуникациях и устройствах накопления энергии. Среди этих материалов ферриты, особенно ферриты-шпинели, стали перспективными кандидатами благодаря их магнитным и электрическим свойствам.
Магниево-цинковый феррит представляет собой соединение, принадлежащее к семейству магнитных материалов. Он состоит из равных молярных пропорций марганца (Mn), цинка (Zn) и железа (Fe) с химической формулой Mn0,5Zn0,5Fe2O4. Этот состав приводит к кубической кристаллической структуре, известной как структура шпинели. Его состав также особенно интересен из-за комбинации ионов Mn и Zn, которая вносит интересные магнитные взаимодействия и улучшает общие характеристики материала. Присутствие ионов Mn и Zn вводит магнитные взаимодействия, которые улучшают его общие характеристики.
Оглавление
Введение
1 Аналитический обзор литературы
1.1 Ферриты
1.1.1 Ферриты-шпинели
1.1.2 Применение ферритов-шпинелей
1.2 Методы получения ферритов-шпинелей
1.2.1 Золь-гель метод
1.2.2 Гидротермальный метод
1.2.3 Метод химического соосаждения1.3 Методы исследования
1.3.1 Рентгенодифракционный анализ
Не найдено
Золь-гель метод является универсальным и широко используемым методом синтеза материалов с контролируемым составом и структурой. Он включает образование золя (коллоидной суспензии наночастиц или молекул) с последующим гелеобразованием для получения твердого материала. Золь-гель метод обычно используется для синтеза материалов шпинели из-за его способности производить однородные и контролируемые составы.
Хотя существует несколько подходов к золь-гель методу, существуют основные этапы, общие для всех. Сначала выбираются подходящие соединения-предшественники (прекурсоры), которые содержат желаемые катионы для шпинели. Они могут включать алкоксиды металлов, соли металлов или другие соединения, которые могут подвергаться реакциям гидролиза и конденсации. Далее прекурсоры растворяют в подходящем растворителе, чтобы получить золь. Выбор растворителя зависит от совместимости с прекурсорами и желаемых условий реакции. Обычные растворители, используемые в золь-гель синтезе, включают спирты, такие как этанол или изопропанол, и воду. Затем в золь вводится вода или гидролизующий агент, чтобы инициировать реакцию гидролиза. Гидролиз разрывает химические связи внутри молекул-перекурсоров, что приводит к образованию гидроксидов металлов или оксидов металлов. По мере гидролиза гидроксильные группы гидроксидов металлов или оксидов металлов подвергаются реакциям конденсации. Это приводит к образованию трехмерной сетчатой структуры и превращению золя в гель. Далее гель проходит старение, также известное как созревание, в течение определенного периода времени. Старение способствует росту частиц и повышает структурную целостность геля. Может включать хранение геля при контролируемой температуре и влажности или возможность старения геля в условиях окружающей среды. Затем растворитель удаляется из геля путем сушки. Это может быть достигнуто с помощью различных методов, таких как выпаривание, сушка вымораживанием или сушка в сверхкритической жидкости. Процесс сушки устраняет растворитель и приводит к образованию твердого материала. Последним необязательным этапом высушенный гель прокаливают, нагревая его при повышенных температурах. Прокаливание способствует удалению остаточной органики, преобразованию аморфных фаз в кристаллическую структуру шпинели и улучшению свойств материала. Температура и продолжительность прокаливания зависят от конкретного состава шпинели и желаемых характеристик. Схема золь-гель метода представлена на рисунке 6.