Синтез и структура гексаферрита бария BaFe12–xInxO19 (x = 0–1)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе представлены результаты синтеза и исследования замещенного индием гексаферрита бария состава BaFe12–xInxO19. Исследуемые ферриты получены методом твердофазного синтеза. Степень замещения х(In) варьировали от 0 до 1 с шагом в 0.25. Исследование полученных материалов проводили методом рентгенофлуоресцентной энергодисперсионной спектроскопии и рентгенофазового анализа. По данным рентгенофлуоресцентной спектроскопии рассчитаны брутто-формулы полученных соединений. По данным рентгенофазового анализа установлено, что все материалы имеют одну кристаллическую фазу со структурой феррита M-типа. По данным порошковой дифракции рассчитаны параметры элементарной кристаллической ячейки. Выявлено линейное увеличение объема кристаллической ячейки при замещении железа индием при x = 0–0.84 от 696.94 (8) до 714.35(4) Å3 соответственно. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии определены температуры Кюри. Установлено линейное уменьшение температуры Кюри с 452 до 292°С при замещении железа индием.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Пунда

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080

К. П. Гафарова

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080

В. Е. Живулин

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080

А. С. Чернуха

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет); Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080; Долгопрудный, 141701

А. Р. Зыкова

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080

С. А. Гудкова

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет); Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080; Долгопрудный, 141701

Л. А. Песин

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080

Г. П. Вяткин

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080

Д. А. Винник

Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет); Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Санкт-Петербургский государственный университет

Email: pundaai@susu.ru
Россия, Челябинск, 454080; Долгопрудный, 141701; Санкт-Петербург, 199034

Список литературы

  1. Velhal N., Kulkarni G., Mahadik D., Chowdhury P., Barshilia H., Puri V. // J. Alloys Compd. 2016. Vol. 682. P. 730. doi: 10.1016/j.jallcom.2016.04.310
  2. Pullar R. // Progr. Mater. Sci. 2012. Vol. 57. P. 1191. doi: 10.1016/j.pmatsci.2012.04.001
  3. Xu Z., Qi Z., Wang G., Liu C., Cui J., Li W., Wang T. // Chinese Phys. (B). 2022. Vol. 33. N 3. doi: 10.1088/1674-1056/ac5240
  4. Tran N., Yang R., Jeong W., Manh D.H., Phan T., Lee B. // J. Am. Ceram. Soc. 2022. Vol. 105. P. 4122. doi: 10.1111/jace.18378
  5. Vovchenko L., Matzui L., Brusylovets L., Oliynyk V., Launets V., Shames A., Yakovenko O., Skoryk N. // Mater. Sci. Eng. Technol. 2016. Vol. 47. P. 139. doi: 10.1002/mawe.201600487
  6. Wang Y., Huang P., Tran N., Ayed H., Mouldi A. // Surfaces and Interfaces. 2022. Vol. 31. Art. no. 102065. doi: 10.1016/j.surfin.2022.102065
  7. Xiong X., Ma H., Mohammed J., Mehrez S., Alamri S., Giang H., Hoi H., // Ceram. Int. 2022. Vol. 48. P. 27420. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.05.395
  8. Miranda F.A., Subramanyam G., Keuls F.W., Romanofsky R.R., Warner J.D., Mueller C.H. // IEEE Trans. Microwave Theory Technol. 2000. Vol. 48. P. 1181. doi: 10.1109/22.853458
  9. Suthar M., Roy P.K. // Mater. Sci. Eng. (B). 2022. Vol. 283. Art. no. 115801. doi: 10.1016/j.mseb.2022.115801
  10. Shakir H.M.F., Shahzad M., Aziz H.R., Rizwan M.S., Shahid S., Ali S.H., Zhao T. // J. Alloys Compd. 2022. Vol. 902. Art. no. 163847. doi: 10.1016/j.jallcom.2022.163847
  11. Hu Z., Koval V., Wu J., Yang B., Leavesley A., Wylde R., Reece M., Jia C., Yan H. // ACS App. Mater. Interfaces. 2022. Vol. 14. P. 46738. doi: 10.1021/acsami.2c13088
  12. Ahmed A., Prokhorov A.S., Anzin V., Bush A., Vinnik D. A., Gorshunov B., Alyabyeva L.N. // J. Alloys Compd. 2022. Vol. 898. P. 162761. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.155462
  13. Alyabyeva L.N., Prokhorov A.S., Vinnik D.A., Anzin V.B., Ahmed A.G., Mikheykin A., Bednyakov P., Kadlec C., Kadlec F., Prado E., Prokleška J., Proschek P., Kamba S., Pronin A.V., Dressel M., Abalmasov V.A., Dremov V.V., Schmid S., Savinov M., Lunkenheimer P., Gorshunov B.P. // NPG Asia Mater. 2021. Vol. 13. Art. no. 63. doi: 10.1038/s41427-021-00331-x
  14. Gorbachev E.A., Trusov L.A., Sleptsova A.E., Kozlyakova E.S., Alyabyeva L.N., Yegiyan S.R., Prokhorov A.S., Lebedev V.A., Roslyakov I.V., Vasiliev A.V., Kazin P.E. // Mater. Today. 2020. Vol. 32. P. 13. doi: 10.1016/j.mattod.2019.05.020
  15. Song Y.Y., Ordóez-Romero Ć.L., Wu M. // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95. P. 142506. doi: 10.1063/1.3246170
  16. Harris V.G. // IEEE Trans. Magnetics. 2012. Vol. 48. P. 1075. doi: 10.1109/TMAG.2011.2180732
  17. Trukhanov A., Trukhanov S., Kostishyn V.G., Panina L.V., Salem M., Kazakevich I.S., Turchenko V., Kochervinsky V.V., Krivchenya D.A. // Phys. Solid State. 2017. Vol. 59. P. 737. doi: 10.1134/S1063783417040308
  18. Chen D., Liu Y., Li Y., Yang K., Zhang H. // J. Magn. Magn. Mater. 2013. Vol. 337–338. P. 65. doi 10.1016/ j.jmmm.2013.02.036
  19. Almessiere M.A., Slimani Y., Gungunes H., Ali S., Baykal A., Ercan I. // Ceram. Int. 2019. Vol. 45. N 8. P. 10048. doi: 10.1016/j.ceramint.2019.02.050
  20. Zhang W., Peng B., Zhang. W., Zhou S., Schmidt H. // J. Magn. Magn. Mater. 2010. Vol. 322. P. 1859. doi: 10.1016/j.jmmm.2009.12.041
  21. Песин Л.А., Гудкова С.А., Живулин В.Е., Павлова К.П., Стариков А.Ю., Шерстюк Д.П., Лебедев А.М., Чумаков Р.Г., Винник Д.А. // ЖСХ. 2023. Т. 64. Вып. 12. С. 119470. doi: 10.26902/JSC_id119470; Pesin L.A., Gudkova S.A., Zhivulin V.E., Pavlova K.P., Starikov A.Y., Sherstyuk D.P., Lebedev A.M., Chumakov R.G., Vinnik D.A. // J. Struct. Chem. 2023. Vol. 64. P. 2358. doi: 10.1134/S0022476623120077
  22. Wu C., Wang W., Li Q., Wei M., Luo Q., Fan Y., Jiang X., Lan Z., Jiao Z., Tian Y., Sun K., Yu. Z. // J. Am. Ceram. Soc. 2022. Vol. 105. P. 7492. doi: 10.1111/jace.18702
  23. Mahadevan S., Sankar A.R., Singh S., Sharma P. // J. Alloys Compd. 2023. Vol. 959. Art. no. 170456. doi: 10.1016/j.jallcom.2023.170456
  24. Li Y., Liu Q., Qi M., Chen Y. // J. Electr. Mater. 2023. Vol. 52. P. 523. doi: 10.1007/s11664-022-10021-1
  25. Mohammad F.Z., Huma F., Ali K. // J. Mater. Sci. 2023. Vol. 34. P. 1022. doi: 10.1007/s10854-023-10377-y
  26. Irshad Z., Bibi I., Ghafoor A., Majid F., Kamal S., Ezzine S., Elqahtani Z. M., Alwadai N., Messaoudi N., Iqbal M. // Res. Phys. 2022. Vol. 42. Art. no. 106006. doi: 10.1016/j.rinp.2022.106006
  27. Teh G.B., Nagalingam S., Jefferson D.A. // Mater. Chem. Phys. 2007. Vol. 101. P. 158. doi: 10.1016/j.matchemphys.2006.03.008
  28. Denisov V.M., Denisova L.T., Irtyugo L.A., Patrin G.S., Volkov N.V., Chumilina L.G. // Phys. Solid State. 2013. Vol. 55. P. 240. doi: 10.1134/S1063783412120116
  29. Zhang W., Li P., Wang Y., Guo J., Li J., Shan S., Ma S., Xing S. // Magnetochemistry. 2022. Vol. 8. P. 51. doi: 10.3390/magnetochemistry8050051
  30. Khan M.A., Afzal S., Gulbadan S., Mahmood K., Ashraf G.A., Akhtar M.N. // Ceram. Int. 2023. Vol. 49. P. 12144. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.12.066
  31. Mohammed I., Mohammed J., Carol T.T., Srivastava A.K. // Hybrid Adv. 2023. Vol. 3. P. 100058. doi 10.1016/ j.hybadv.2023.100058
  32. Verma S., Singh A., Sharma S., Kaur P., Godara S.K., Malhi P.S., Ahmed J., Babu P.D., Singh M. // J. Alloys Compd. 2023. Vol. 930. P. 167410. doi: 10.1016/j.jallcom.2022.167410
  33. Manglam M.K., Kar M. // J. Alloys Compd. 2022. Vol. 899. Art. no. 163367. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.163367
  34. Gorbachev E.A., Trusov L.A., Alyabyeva L.N., Roslyakov I.V., Lebedev V.A., Kozlyakova E.S., Magdysyuk O.V., Sobolev A.V., Glazkova I.S., Beloshapkin S.A., Gorshunov B.P., Kazin P.E. // Mater. Horizons. 2022. Vol. 9. P. 1264. doi: 10.1039/D1MH01797G
  35. Younus S., Murtaza G., Aloufi N.M., Somaily H.H. // Ceram. Int. 2022. Vol. 48. P. 31041. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.07.065
  36. Agayev F., Trukhanov S., Trukhanov A., Jabarov S., Ayyubova G., Mirzayev M., Trukhanova E., Vinnik D., Kozlovskiy A., Zdorovets M., Sombra A., Zhou D., Jotania R., Singh C., Trukhanov A. // J. Therm. Anal. Calorim. 2022. Vol. 147. P. 14107. doi: 10.1007/s10973-022-11742-5
  37. Коровушкин В.В., Труханов А.В., Шипко М.Н., Костишин В.Г., Исаев И.М., Миронович А.Ю., Труханов С.В. // ЖНХ. 2019. T. 64. № 5. С. 463. doi: 10.1134/S0044457X19050118; Korovushkin V.V., Trukhanov A.V., Shipko M.N., Kostishin V.G., Isaev I.M., Mironovich A.Yu., Trukhanov S.V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. Vol. 64. N 5. P. 574. doi: 10.1134/S0036023619050115
  38. Baykal A., Gungunes H., Sözeri H., Amir M., Auwal I., Asiri S., Shirsath S., Korkmaz A.D. // Ceram. Int. 2017. Vol. 43. N 17. P. 15486. doi: 10.1016/j.ceramint.2017.08.096
  39. Найден Е.П., Журавлев В.А., Минин Р.В., Итин В.И., Коровин Е.Ю. // Изв. вузов. Физика. 2015. Т. 58. Вып. 1. С. 112.
  40. Hong Y.S., Ho C.M., Hsu H.Y., Liu C.T. // J. Magn. Magn. Mater. 2004. Vol. 279. P. 401. doi 10.1016/ j.jmmm.2004.02.008
  41. Alange R., Khirade P., Birajdar S., Humbe A., Jadhav K.M. // J. Mol. Struct. 2015. Vol. 1106. P. 460. doi: 10.1016/j.molstruc.2015.11.004
  42. Lim E.S., Mun K.R., Kang Y.M. // J. Magn. Magn. Mater. 2018. Vol. 464. P. 26. doi: 10.1088/1757-899X/ 202/1/012040
  43. Hu S.L., Liu J., Yu H.Y., Liu Z.W. // J. Magn. Magn. Mater. 2019. Vol. 473. P. 79. doi: 10.1016/j.jmmm.2018.10.044
  44. Phan T.L., Tran N., Nguyen H.H., Yang D., Dang N., Lee B. // J. Alloys Compd. 2019. Vol. 216. Art. no. 152528. doi: 10.1016/j.jallcom.2019.152528
  45. Rianna M., Situmorang M., Kurniawan C., Tetuko A.P., Setiadi E.A., Ginting M., Sebayang P. // Mater. Lett. 2019. Vol. 256. Art. no. 126612. doi: 10.1016/j.matlet.2019.126612
  46. Rahman L., Rahman S., Biswas B. // Helion. 2023. Vol. 9. P. 1. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e14532
  47. Gordani G., Mohseni M., Ghasemi A., Hosseini S. // Mater. Res. Bull. 2016. Vol. 76. P. 187. doi: 10.1016/j.materresbull.2015.12.021
  48. Wong-Ng W., McMurdie H., Paretzkin B., Hubbard C., Dragoo A, // Powder Diffract. 1988. Vol. 3. P. 246.
  49. Shannon R.D. // Acta Crystallogr. 1976. Vol. 32. P. 751. doi: 10.1107/S0567739476001551

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость содержания индия в синтезированном материале от его содержания в исходной шихте.

Скачать (74KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы твердых растворов BaFe12–xInxO19. Красной штрихграммой обозначены литературные данные для BaFe12O19 [48].

Скачать (176KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Параметры элементарной кристаллической ячейки твердых растворов BaFe12–xInxO19. 1 – a (Å), 2 – c (Å), 3 – V (Å3).

Скачать (109KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Значения точки Кюри для твердых растворов BaFe12–xInxO19 (погрешность –2°С).

Скачать (60KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024