ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту

Дрібнодисперсні порошки магнетиту одержували двома методами, які відрізнялися між собою вихідними продуктами реа ентами для його синтезу. В першому методі суміш водних розчинів хлоридів заліза FeCl₂ і FeCl₃ осаджували з допомогою концентрованого NH₄OH до рН 8,0 10,0, а в другому використовували розч...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автори:	Ющук, С.І., Юр'єв, С.О., Цюпко, Ф.І., Біленька, О.Б., Горіна, О.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2014
Назва видання:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140658
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту / С.І. Ющук, С.О. Юр'єв, Ф.І. Цюпко, О.Б. Біленька, О.М. Горіна // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2014. — Т. 12, № 4. — С. 797-808. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-140658
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1406582018-07-14T01:23:08Z ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту Ющук, С.І. Юр'єв, С.О. Цюпко, Ф.І. Біленька, О.Б. Горіна, О.М. Дрібнодисперсні порошки магнетиту одержували двома методами, які відрізнялися між собою вихідними продуктами реа ентами для його синтезу. В першому методі суміш водних розчинів хлоридів заліза FeCl₂ і FeCl₃ осаджували з допомогою концентрованого NH₄OH до рН 8,0 10,0, а в другому використовували розчини хімічно чистої солі Мора Fe(NH₄)₂(SO4)₂ 6H₂O та FeCl₃, а осадження проводили аналогічно як і у першому методі. Одержано дрібнодисперсні порошки з розміром частинок від 5 до 25 нм. Окремі порції порошків піддавали термообробці на повітрі при температурах 473, 573 і 673 К. Такий відпал приводить до утворення γ-Fe₂O₃. Відпал дрібнодисперсного порошку, одержаного з розчинів хлоридів, у вакуумі 10⁻⁵ мм рт. ст. при 773 К протягом 20 год. приводить до утворення однофазного магнетиту Fe₃O₄, для якого спостерігався фазовий перехід, що було встановлено за допомогою ЯГР-мірянь. Мелкодисперсные порошки магнетита получали двумя методами, которые отличались между собой исходными продуктами реагентами для его синтеза. В первом методе смесь водных растворов хлоридов железа FeCl₂ и FeCl₃ осаждали с помощью концентрированного NH₄OH до рН 8,0 10,0, а во втором использовали растворы химически чистой соли Мора Fe(NH₄)₂(SO4)₂ 6H₂O и FeCl₃, а осаждение проводили аналогично тому, как и в первом методе. Получены мелкодисперсные порошки с размером частиц от 5 до 25 нм. Отдельные порции порошков подвергали термообработке на воздухе при температурах 473, 573 и 673 К. Такой отжиг приводит к образованию γ-Fe₂O₃. Отжиг мелкодисперсного порошка, полученного из растворов хлоридов, в вакууме 10⁻⁵ мм рт. ст. при 773 К в течение 20 ч. приводит к образованию однофазного магнетита Fe₃O₄, для которого наблюдался фазовый переход, что было установлено с помощью ЯГР-измерений. Fine-dispersed powders of magnetite are obtained by means of the two methods, which differ with each other by row products—reagents for its synthesis. Within the first method, a mixture of aqueous solutions of ferrous chloride (FeCl₂) and ferric chloride (FeCl₃) is precipitated using concentrated NH₄OH to pH􀀃 8.0–10.0, and within the second method, a chemically-pure Mohr’s salt (Fe(NH₄)₂(SO4)₂􀂘6H₂O) and FeCl₃ solutions are used, and the deposition is carried out similarly as within the first method. Fine-dispersed powders with particle sizes from 5 to 25 nm are obtained. Some portions of powders are subjected to heat treatment in air at temperatures of 473, 573 and 673 K. Such annealing leads to the formation of γ-Fe₂O₃. The annealing of fine-dispersed powder fabricated from the chloride solutions in a vacuum of 10⁻⁵ mm Hg at 773 K for 20 hours leads to formation of single-phase Fe₃O₄ magnetite, for which phase transition is observed that was established within the recoilless nuclear resonance fluorescence measurements. 2014 Article ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту / С.І. Ющук, С.О. Юр'єв, Ф.І. Цюпко, О.Б. Біленька, О.М. Горіна // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2014. — Т. 12, № 4. — С. 797-808. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1816-5230 PACS: 61.05.Qr, 75.50.Tt, 76.80.+y, 81.07.Wx, 81.16.Be, 81.40.Rs, 82.80.Ej http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140658 uk Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Дрібнодисперсні порошки магнетиту одержували двома методами, які відрізнялися між собою вихідними продуктами реа ентами для його синтезу. В першому методі суміш водних розчинів хлоридів заліза FeCl₂ і FeCl₃ осаджували з допомогою концентрованого NH₄OH до рН 8,0 10,0, а в другому використовували розчини хімічно чистої солі Мора Fe(NH₄)₂(SO4)₂ 6H₂O та FeCl₃, а осадження проводили аналогічно як і у першому методі. Одержано дрібнодисперсні порошки з розміром частинок від 5 до 25 нм. Окремі порції порошків піддавали термообробці на повітрі при температурах 473, 573 і 673 К. Такий відпал приводить до утворення γ-Fe₂O₃. Відпал дрібнодисперсного порошку, одержаного з розчинів хлоридів, у вакуумі 10⁻⁵ мм рт. ст. при 773 К протягом 20 год. приводить до утворення однофазного магнетиту Fe₃O₄, для якого спостерігався фазовий перехід, що було встановлено за допомогою ЯГР-мірянь.
format	Article
author	Ющук, С.І. Юр'єв, С.О. Цюпко, Ф.І. Біленька, О.Б. Горіна, О.М.
spellingShingle	Ющук, С.І. Юр'єв, С.О. Цюпко, Ф.І. Біленька, О.Б. Горіна, О.М. ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
author_facet	Ющук, С.І. Юр'єв, С.О. Цюпко, Ф.І. Біленька, О.Б. Горіна, О.М.
author_sort	Ющук, С.І.
title	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту
title_short	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту
title_full	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту
title_fullStr	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту
title_full_unstemmed	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту
title_sort	ягр-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate	2014
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140658
citation_txt	ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту / С.І. Ющук, С.О. Юр'єв, Ф.І. Цюпко, О.Б. Біленька, О.М. Горіна // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2014. — Т. 12, № 4. — С. 797-808. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.
series	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
work_keys_str_mv	AT ûŝuksí âgrdoslídžennâmagnetnihvlastivostejnanorozmírnihporoškívmagnetitu AT ûrêvso âgrdoslídžennâmagnetnihvlastivostejnanorozmírnihporoškívmagnetitu AT cûpkofí âgrdoslídžennâmagnetnihvlastivostejnanorozmírnihporoškívmagnetitu AT bílenʹkaob âgrdoslídžennâmagnetnihvlastivostejnanorozmírnihporoškívmagnetitu AT gorínaom âgrdoslídžennâmagnetnihvlastivostejnanorozmírnihporoškívmagnetitu
first_indexed	2025-07-10T10:57:58Z
last_indexed	2025-07-10T10:57:58Z
_version_	1837257286184075264
fulltext	797 PACS numbers: 61.05.Qr, 75.50.Tt, 76.80.+y, 81.07.Wx, 81.16.Be, 81.40.Rs, 82.80.Ej ßÃÐ-äîñë³äæåííÿ ìàãí³òíèõ âëàñòèâîñòåé íàíîðîçì³ðíèõ ïîðîøê³â ìàãíåòèòó Ñ. ². Þùóê, Ñ. Î. Þð’ºâ, Ô. ². Öþïêî, Î. Á. Á³ëåíüêà Íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò «Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà», âóë. Ñòåïàíà Áàíäåðè, 12, 79013 Ëüâ³â, Óêðà¿íà Äð³áíîäèñïåðñí³ ïîðîøêè ìàãíåòèòó îäåðæóâàëè äâîìà ìåòîäàìè, ÿê³ â³äð³çíÿëèñÿ ì³æ ñîáîþ âèõ³äíèìè ïðîäóêòàìè — ðåà´åíòàìè äëÿ éîãî ñèíòåçó. Â ïåðøîìó ìåòîä³ ñóì³ø âîäíèõ ðîç÷èí³â õëîðèä³â çàë³çà FeCl2 ³ FeCl3 îñàäæóâàëè ç äîïîìîãîþ êîíöåíòðîâàíîãî NH4OH äî ðÍ 8,0–10,0, à â äðóãîìó âèêîðèñòîâóâàëè ðîç÷èíè õ³ì³÷íî ÷èñòî¿ ñîë³ Ìîðà Fe(NH4)2(SO4)2 6H2O òà FeCl3, à îñàäæåííÿ ïðîâîäèëè àíàëîã³÷íî ÿê ³ ó ïåðøîìó ìåòîä³. Îäåðæàíî äð³áíîäèñïåðñí³ ïîðîøêè ç ðîçì³ðîì ÷àñòè- íîê â³ä 5 äî 25 íì. Îêðåì³ ïîðö³¿ ïîðîøê³â ï³ääàâàëè òåðìîîáðîáö³ íà ïî- â³òð³ ïðè òåìïåðàòóðàõ 473, 573 ³ 673 Ê. Òàêèé â³äïàë ïðèâîäèòü äî óòâî- ðåííÿ -Fe2O3. Â³äïàë äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó, îäåðæàíîãî ç ðîç÷èí³â õëîðèä³â, ó âàêóóì³ 10 5 ìì ðò. ñò. ïðè 773 Ê ïðîòÿãîì 20 ãîä. ïðèâîäèòü äî óòâîðåííÿ îäíîôàçíîãî ìàãíåòèòó Fe3O4, äëÿ ÿêîãî ñïîñòåð³ãàâñÿ ôàçî- âèé ïåðåõ³ä, ùî áóëî âñòàíîâëåíî çà äîïîìîãîþ ßÃÐ-ì³ðÿíü. Fine-dispersed powders of magnetite are obtained by means of the two meth- ods, which differ with each other by row products—reagents for its synthe- sis. Within the first method, a mixture of aqueous solutions of ferrous chlo- ride (FeCl2) and ferric chloride (FeCl3) is precipitated using concentrated NH4OH to pH 8.0–10.0, and within the second method, a chemically-pure Mohr’s salt (Fe(NH4)2(SO4)2 6H2O) and FeCl3 solutions are used, and the depo- sition is carried out similarly as within the first method. Fine-dispersed pow- ders with particle sizes from 5 to 25 nm are obtained. Some portions of pow- ders are subjected to heat treatment in air at temperatures of 473, 573 and 673 K. Such annealing leads to the formation of -Fe2O3. The annealing of fi- ne-dispersed powder fabricated from the chloride solutions in a vacuum of 10 5 mm Hg at 773 K for 20 hours leads to formation of single-phase Fe3O4 magnetite, for which phase transition is observed that was established within the recoilless nuclear resonance fluorescence measurements. Ìåëêîäèñïåðñíûå ïîðîøêè ìàãíåòèòà ïîëó÷àëè äâóìÿ ìåòîäàìè, êîòî- ðûå îòëè÷àëèñü ìåæäó ñîáîé èñõîäíûìè ïðîäóêòàìè — ðåàãåíòàìè äëÿ Íàíîñèñòåìè, íàíîìàòåð³àëè, íàíîòåõíîëîã³¿ Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2014, ò. 12, ¹ 4, ññ. 797–808 2014 ²ÌÔ (²íñòèòóò ìåòàëîô³çèêè ³ì. Ã. Â. Êóðäþìîâà ÍÀÍ Óêðà¿íè) Íàäðóêîâàíî â Óêðà¿í³. Ôîòîêîï³þâàííÿ äîçâîëåíî ò³ëüêè â³äïîâ³äíî äî ë³öåíç³¿ 798 Ñ. ². ÞÙÓÊ, Ñ. Î. ÞÐ’ªÂ, Ô. ². ÖÞÏÊÎ, Î. Á. Á²ËÅÍÜÊÀ åãî ñèíòåçà. Â ïåðâîì ìåòîäå ñìåñü âîäíûõ ðàñòâîðîâ õëîðèäîâ æåëåçà FeCl2 è FeCl3 îñàæäàëè ñ ïîìîùüþ êîíöåíòðèðîâàííîãî NH4OH äî ðÍ 8,0–10,0, à âî âòîðîì èñïîëüçîâàëè ðàñòâîðû õèìè÷åñêè ÷èñòîé ñîëè Ìîðà Fe(NH4)2(SO4)2 6H2O è FeCl3, à îñàæäåíèå ïðîâîäèëè àíàëîãè÷íî òî- ìó, êàê è â ïåðâîì ìåòîäå. Ïîëó÷åíû ìåëêîäèñïåðñíûå ïîðîøêè ñ ðàçìå- ðîì ÷àñòèö îò 5 äî 25 íì. Îòäåëüíûå ïîðöèè ïîðîøêîâ ïîäâåðãàëè òåðìî- îáðàáîòêå íà âîçäóõå ïðè òåìïåðàòóðàõ 473, 573 è 673 Ê. Òàêîé îòæèã ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ -Fe2O3. Îòæèã ìåëêîäèñïåðñíîãî ïîðîøêà, ïî- ëó÷åííîãî èç ðàñòâîðîâ õëîðèäîâ, â âàêóóìå 10 5 ìì ðò. ñò. ïðè 773 Ê â òå÷åíèå 20 ÷. ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ îäíîôàçíîãî ìàãíåòèòà Fe3O4, äëÿ êîòîðîãî íàáëþäàëñÿ ôàçîâûé ïåðåõîä, ÷òî áûëî óñòàíîâëåíî ñ ïîìîùüþ ßÃÐ-èçìåðåíèé. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ìàãíåòèò, íàíîïîðîøîê, ÿäåðíèé ãàììà-ðåçîíàíñ, ôàçî- âèé ïåðåõ³ä. (Îòðèìàíî 4 ëþòîãî 2014 ð.; ï³ñëÿ äîîïðàöþâàííÿ — 1 ãðóäíÿ 2014 ð.) 1. ÂÑÒÓÏ Ì³êðî- òà íàíîäèñïåðñí³ ïîðîøêè ìàãí³òíèõ ìàòåð³àë³â âñå ÷àñò³øå ñòàþòü îá’ºêòàìè äîñë³äæåíü ¿õ ìàãí³òíèõ âëàñòèâîñòåé, ÿê³ ñóòòº- âî çàëåæàòü â³ä ðîçì³ð³â ÷àñòèíîê òà ìîðôîëîã³¿ êëàñòåð³â, ùî âîíè óòâîðþþòü. Òåõíîëîã³ÿ îäåðæàííÿ íàíîïîðîøê³â ìàãí³òíèõ ìàòåð³àë³â ð³ç- íî¿ ñòðóêòóðíî¿ ìîäèô³êàö³¿, ÿê íà îñíîâ³ ìåòàë³â, òàê ³ ¿õ îêñèä³â íà ñüîãîäí³øí³é äåíü º îïèñàíà áàãàòüìà àâòîðàìè, íàïðèêëàä [1]. Íàéá³ëüø çàñòîñîâíèì äëÿ îäåðæàííÿ îêñèäíèõ íàíîïîðîøê³â º ìåòîä ¿õ ñï³ëüíîãî îñàäæåííÿ ç âîäíèõ ðîç÷èí³â ñîëåé ìåòàë³â [2– 4]. Âèñîêà ñòóï³íü îäíîð³äíîñòè ³ á³ëüø íèçüêà òåìïåðàòóðà ñèíòå- çó ôåðèò³â ç äð³áíîäèñïåðñíèõ ïîðîøê³â º îñíîâíèìè ïåðåâàãàìè òàêîãî ìåòîäó íàä êåðàì³÷íîþ òåõíîëîã³ºþ. Â òîé æå ÷àñ ì³êðîñòðóêòóðà, à òàêîæ ³ ìàãí³òí³ âëàñòèâîñò³ îäå- ðæàíèõ òàêèì ñïîñîáîì äèñïåð´îâàíèõ ìàòåð³àë³â º ì³íëèâèìè ³ çàëåæàòü â³ä áàãàòüîõ ÷èííèê³â, îñîáëèâî â³ä ñêëàäó âèêîðèñòàíèõ âèõ³äíèõ ïðîäóêò³â, ìåòîä³â ³ ïàðàìåòð³â ñèíòåçó ìàòåð³àë³â òà ¿õ òåìïåðàòóðíî¿ îáðîáêè. Ì³êðî- òà íàíîïîðîøêè ìàãíåòèòó Fe3O4 íà ñüîãîäí³ ìàþòü óñï³- øíå ïðàêòè÷íå âèêîðèñòàííÿ: òðàäèö³éíî â ÿêîñò³ íàïîâíþâà÷à ìàãí³òíèõ ð³äèí, à òàêîæ ìîæóòü áóòè âèêîðèñòàí³ â ìåäèöèí³ äëÿ ìàãí³òîêåðîâàíî¿ äîïðàâêè ë³ê³â, ïðè ðîçðîáö³ ïðèñòðî¿â åëåêòðî- í³êè ç íîâèìè ôóíêö³îíàëüíèìè ìîæëèâîñòÿìè òîùî. Ïðè âñ³é îá³çíàíîñò³ ïðî êðèñòàë³÷íó òà ìàãí³òíó ñòðóêòóðè òà ³íø³ ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³ îá’ºìíèõ ìîíî- òà ïîë³êðèñòàë³â Fe3O4 ìîðôîëîã³ÿ ìàëîðîçì³ðíèõ ÷àñòèíîê ìàãíåòèòó, çì³íà ¿õ ìàãí³òíî¿ ì³êðîñòðóêòóðè ³ ô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé â çàëåæíîñò³ â³ä ñïîñîáó ßÃÐ-ÄÎÑË²ÄÆÅÍÍß ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒÅÉ ÍÀÍÎÏÎÐÎØÊ²Â ÌÀÃÍÅÒÈÒÓ 799 îäåðæàííÿ, à òàêîæ ðåæèì³â òåìïåðàòóðíî¿ îáðîáêè ùå çàëèøà- þòüñÿ ìàëîäîñë³äæåíèìè òà íå çíàõîäÿòü øèðîêîãî â³äîáðàæåííÿ â íàóêîâ³é ë³òåðàòóð³. Ìåòà íàøèõ äîñë³äæåíü ïîëÿãàº ó âèâ÷åíí³ ìàãí³òíî¿ ì³êðîñòðó- êòóðè, ìîðôîëîã³¿ òà ìàãí³òíèõ âëàñòèâîñòåé íàíîðîçì³ðíèõ ïîðî- øê³â ìàãíåòèòó Fe3O4, îäåðæàíèõ äâîìà ñïîñîáàìè ñï³ëüíîãî îñà- äæåííÿ. 2. ÏÐÈÃÎÒÓÂÀÍÍß ÇÐÀÇÊ²Â ² ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÄÎÑË²ÄÆÅÍÜ Âèõ³äíèìè ïðîäóêòàìè — ðåà´åíòàìè ïðè îäåðæàíí³ Fe3O4 â ïåð- øîìó ìåòîä³ (À) ñëóãóâàëè 0,01 í. ðîç÷èíè ñîëåé FeCl2 òà FeCl3, ùî áóëè âçÿò³ â ìîëÿðíîìó ñï³ââ³äíîøåíí³ 1:2, òîáòî â ñï³ââ³äíîøåíí³, â ÿêîìó éîíè Fe2 òà Fe3 âõîäÿòü ó ìàãíåòèò. Ñ³ëü FeCl3 ïðèãîòîâ- ëÿëè êèï’ÿò³ííÿì -Fe2O3 (çáàãà÷åííÿ ïî Fe57 — 86%) â 10% ðîç÷è- í³ ÍÑl â êîëá³ ç³ çâîðîòíèì õîëîäèëüíèêîì. Ï³ñëÿ ïîâíîãî ðîç÷è- íåííÿ -Fe2O3 êèñëîòà, ùî çíàõîäèëàñü â ðîç÷èí³, íåéòðàë³çóâàëàñü äî pH 5,0 äîäàâàííÿì NH4OH (çðàçîê ¹ 1). Â äåÿêèõ âèïàäêàõ íåéòðàë³çàö³ÿ íå ïðîâîäèëàñü (çðàçêè ¹ 2, 3). Ïðè ñèíòåç³ çðàçê³â ¹ 1, 2 ÷åðåç ðîç÷èíè ñîëåé äâî- òà òðèâàëåíòíîãî çàë³çà ïðîäóâàâñÿ î÷èùåíèé àðãîí äëÿ âèò³ñíåííÿ â³ëüíîãî êèñíþ. Îñàäæåííÿ âñ³õ çðàçê³â ïðîâîäèëè øëÿõîì äîäàâàííÿ äî ñóì³ø³ ðîç÷èí³â ñîëåé êîíöåíòðîâàíîãî NH4OH äî ðÍ 8,0 10,0. Ïîðîøêîïîä³áíó ìàñó, ùî âèïàëà â îñàä, ïðîìèâàëè â äèñòèëüîâàí³é âîä³ ïðè òåìïåðàòóð³ 293 Ê äî çíèêíåííÿ ðåàêö³¿ íà ëóæí³ñòü. Ïðîìèò³ îñàäè âèñóøóâà- ëè ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³ ïðîòÿãîì 120 ãîä. (çðàçêè ¹ 1, 2) òà ïðè 353 Ê 14 ãîä. (çðàçîê ¹ 3). Äàë³ ïðîâîäèëè â³äïàë ÷àñòèíè äð³- áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ¹ 1 ó âàêóóì³ 10 5 ìì ðò. ñò. ïðè 773 Ê ïðîòÿãîì 20 ãîä. Äðóãèé ìåòîä (Á), çàñòîñîâàíèé íàìè äëÿ îäåðæàííÿ íàíîêðèñ- òàë³÷íîãî ôåðèòó çàë³çà Fe3O4, çáàãà÷åíîãî íà 2%ìàñ. ³çîòîïîì Fe57, ïîëÿãàâ ó òàêîìó. Çì³øóâàëè 0,1 í ðîç÷èíè õ³ì³÷íî ÷èñòî¿ ñîë³ Ìî- ðà Fe(NH4)2(SO4)2 6H2O òà õëîðèäó çàë³çà (²²²), ùî ì³ñòèëè 0,01 ìîëÿ FeO ³ 0,01 ìîëÿ Fe2O3, â³äïîâ³äíî. Ðîç÷èí õëîðèäó çàë³çà (²²²) áóâ ïîïåðåäíüî ïðèãîòîâëåíèé øëÿõîì ðîç÷èíåííÿ â ñîëÿí³é êèñëîò³ ñóì³ø³ 2% 57 2 3Fe O òà 98% Fe2O3 ìàðêè î.ñ.÷. ïðèðîäíîãî ³çîòîïíîãî ñêëàäó. Îñàäæåííÿ ïðîâàäèëè ç äîïîìîãîþ êîíöåíòðîâàíîãî ðîç- ÷èíó àì³àêó äî pH 8,0. Îäåðæàíèé ðîç÷èí ç îñàäîì ã³äðîîêñèä³â íàãð³âàëè äî êèï³ííÿ ³ çàëèøàëè îõîëîäæóâàòèñü íà äîáó. Ï³ñëÿ ô³ëüòðàö³¿ òà ïðîìèâàííÿ äèñòèëüîâàíîþ âîäîþ îñàä ñóøèëè 2 äîáè ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³ ³ 2–3 ãîä. ïðè 378 Ê äî ïîñò³éíî¿ ìàñè. Îêðåì³ ïîðö³¿ ïîðîøê³â ³ç çàãàëüíî¿ ñóì³ø³ ï³ääàâàëè òåðìîîáðîáö³ íà ïîâ³òð³ ïðè òåìïåðàòóðàõ 473, 573 ³ 673 Ê ïðîòÿãîì 2 ãîä. Åëåêòðîííî-ì³êðîñêîï³÷í³ äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî îäåðæàí³ äâîìà ìåòîäàìè ïîðîøêè ñêëàäàþòüñÿ ç ÷àñòèíîê ç ðîçì³ðàìè â³ä 5 800 Ñ. ². ÞÙÓÊ, Ñ. Î. ÞÐ’ªÂ, Ô. ². ÖÞÏÊÎ, Î. Á. Á²ËÅÍÜÊÀ äî 25 íì. Ðåíò´åíîñòðóêòóðí³ ì³ðÿííÿ âêàçóâàëè íà òå, ùî îäåðæà- í³ ïîðîøêè º îäíîôàçíèìè, à ¿õ ñòàëà êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàòíèö³ ñòàíî- âèòü 8,383 0,005 Å. Çã³äíî ç [5] òàêà ñòàëà ´ðàòíèö³ â³äïîâ³äàº ìà- ãíåòèòó Fe3O4. Äîñë³äæåííÿ ÿäåðíîãî ãàììà-ðåçîíàíñó (ßÃÐ) ïðîâîäèëè ïðè 295 Ê ³ 85 Ê íà óñòàíîâö³ ç ñòàëèì ïðèñêîðåííÿì [6]. Âèêîðèñòîâó- âàëè äæåðåëî ðåçîíàíñíèõ -êâàíò³â Co57(Cr). Ìåññáàóåðîâ³ ñïåêòðè îáðîáëÿëè íà êîìï’þòåð³ ç äîïîìîãîþ ïðîãðàìè Univem MS 701. Øèðèíà ë³í³¿ â ßÃÐ-ñïåêòð³ äëÿ ìåòàë³÷íîãî -Fe ñòàíîâèëà 0,29 ìì/ñ. ²çîìåðí³ çñóâè âèì³ðþâàëè â³äíîñíî -Fe. 3. ÂÈÂ×ÅÍÍß ÑÒÓÏÅÍß ÄÈÑÏÅÐÑÍÎÑÒÈ ÇÐÀÇÊ²Â ÌÅÒÎÄÎÌ ÅËÅÊÒÐÎÍÍÎ¯ Ì²ÊÐÎÑÊÎÏ²¯ Ðîçì³ðè ÷àñòèíîê îäåðæàíèõ äâîìà ìåòîäàìè ïîðîøê³â âèçíà÷àëè ç äîïîìîãîþ åëåêòðîííîãî ì³êðîñêîïà. Çðàçêè ïîðîøêó íàíîñèëè Ðèñ. 1. Ì³êðîôîòîãðàô³ÿ äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ¹ 1. Ñåðåäí³é ðîçì³ð ÷àñòèíîê 11,5–18,0 íì. Ðèñ. 2. Ì³êðîôîòîãðàô³ÿ äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ¹ 2. Ñåðåäí³é ðîçì³ð ÷àñòèíîê 8,0–12,0 íì. ßÃÐ-ÄÎÑË²ÄÆÅÍÍß ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒÅÉ ÍÀÍÎÏÎÐÎØÊ²Â ÌÀÃÍÅÒÈÒÓ 801 íà òîíêå êîëîä³éîâå ï³äëîææÿ, çàêð³ïëåíå íà ì³äí³é ñ³òö³. Äëÿ êðàùîãî ðîçð³çíåííÿ îêðåìèõ ÷àñòèíîê çàñòîñîâóâàëè òåìíîï³ëü- íèé ìåòîä çîáðàæåííÿ. Ç âèáðàíî¿ ï³ä ì³êðîñêîïîì ä³ëÿíêè ïîðîø- êó îäåðæóâàëè ì³êðîäèôðàêö³éíó êàðòèíó, ÿêà ñêëàäàëàñü ç ñèñ- òåìè ê³ëåöü, ùî â³äïîâ³äàþòü îêðåìèì â³äáèòòÿì â³ä ÷àñòèíîê ðå- ÷îâèíè. Ïîò³ì àïåðòóðíà ä³àôðàãìà âñòàíîâëþâàëàñÿ òàê, ùîá êð³çü íå¿ ïðîõîäèëî 2–3 ñèëüíèõ â³äáèâàííÿ â³ä ÷àñòèíîê. Ðîçì³ðè ÷àñòèíîê âèçíà÷àëè ç ì³êðîçí³ìê³â îäåðæàíîãî çîáðàæåííÿ. Ì³í³ìàëüí³ ðîçì³ðè ÷àñòèíîê, ùî ìîæíà áóëî äîñòîâ³ðíî ðîçð³ç- íèòè, ñòàíîâèëè â îêîë³ 5 íì. Íà ðèñóíêàõ 1, 2 íàâåäåíî ì³êðîôîòî- ãðàô³¿ çðàçê³â ôåðèòîâèõ ïîðîøê³â ¹ 1 ³ 2, îäåðæàíèõ ìåòîäîì À. Ó çðàçêó ¹ 1 íàé÷àñò³øå ( 80%) çóñòð³÷àþòüñÿ ÷àñòèíêè ç ë³í³é- íèìè ðîçì³ðàìè 11,5–18,0 íì. ×àñòêà ÷àñòèíîê ç ðîçì³ðàìè 5,0 ³ 25,0 íì íåçíà÷íà. Äëÿ çðàçêà ¹ 2 íàé÷àñò³øå ( 60%) çóñòð³÷à- þòüñÿ ÷àñòèíêè ðîçì³ðîì 8,0–12,0 íì. ×àñòêà ÷àñòèíîê ç ðîçì³ðîì 5,0 íì òóò äåùî á³ëüøà, í³æ â ¹ 1. Ðîçì³ð íàéá³ëüøèõ ÷àñòèíîê â çðàçêó ¹ 2 íå ïåðåâèùóº 20 íì. Ó çðàçêó ¹ 3 80% ÷àñòèíîê ìàþòü ðîçì³ðè 8,0–11,5 íì. Ðåøòà 20% ÷àñòèíîê º ìåíøèìè â³ä 8,0 íì. Ì³êðîôîòîãðàô³¿ ïîðîøêó, îäåðæàíîãî ìåòîäîì Á, ìàþòü âè- ãëÿä, àíàëîã³÷íèé ì³êðîôîòîãðàô³¿, ÿêó íàâåäåíî íà ðèñ. 2. 4. ÌÅÑÑÁÀÓÅÐÎÂ² ÄÎÑË²ÄÆÅÍÍß Çàãàëüíîâ³äîìî, ùî â ßÃÐ-ñïåêòð³ îá’ºìíîãî ïîë³êðèñòàë³÷íîãî ìà- ãíåòèòó ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ëèøå äâà Çåº- ìàíîâèõ ñåêñòåòè, îäèí ç ÿêèõ â³äïîâ³äàº éîíàì çàë³çà â òåòðàåäðè- ÷í³é (À) ï³ä´ðàòíèö³, à äðóãèé éîíàì çàë³çà â îêòàåäðè÷í³é (Â) ï³ä´- ðàòíèö³ [7, 8]. Äëÿ ðîçøèôðóâàííÿ ßÃÐ-ñïåêòð³â íàíîðîçì³ðíèõ ÷àñòèíîê ôå- ðèò³â áàãàòüìà àâòîðàìè ïðîïîíóþòüñÿ àëüòåðíàòèâí³ ìîäåë³ îáðî- áêè ñïåêòð³â, çóìîâëåí³ ð³çíèìè ðîçì³ðàìè òà ð³çíèìè ñòóïåíÿìè êðèñòàë³çàö³¿ ÷àñòèíîê. Â íàø³é ðîáîò³ ßÃÐ-ñïåêòð ñâ³æîñèíòåçîâàíîãî çðàçêà, îäåðæà- íîãî ìåòîäîì Á (ðèñ. 3), çà ñâî¿ì âèãëÿäîì â³äïîâ³äàº íåñòåõ³îìåò- ðè÷íîìó ìàãíåòèòó. Íà ñïåêòð³ öüîãî çðàçêà îêòàåäðè÷íèì òà òåò- ðàåäðè÷íèì éîíàì çàë³çà â³äïîâ³äàþòü ñåêñòåòè ç ïàðàìåòðàìè, õà- ðàêòåðíèìè äëÿ ÷èñòîãî ìàãíåòèòó, àëå ç â³äì³ííèì â³ä íüîãî ñï³â- â³äíîøåííÿì ³íòåíñèâíîñòåé òåòðà- òà îêòàë³í³é. ßÃÐ-ñïåêòð, âèì³ðÿíèé çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè, ìè ðîçêëàäà- ëè íà 3 ñåêñòåòè ³ 1 äóáëåò. Ñåêñòåò 1 â³äíîñèòüñÿ äî éîí³â Fe3 , ùî çíàõîäÿòüñÿ â òåòðàåäðè÷íèõ ïîëîæåííÿõ. Ñåêñòåò 2 â³äïîâ³äàº éî- íàì (Fe2 Fe3 ), ùî çíàõîäÿòüñÿ â êèñíåâèõ îêòàåäðàõ. ²íòåíñèâíî- ñò³ ïåðøîãî ³ äðóãîãî ñåêñòåò³â â³äð³çíÿþòüñÿ ³ ñòàíîâëÿòü â³äïîâ³ä- íî 57,41% ³ 24,35%, ùî íå óçãîäæóºòüñÿ ³ç çàñåëåíîñòÿìè òåòðàåä- 802 Ñ. ². ÞÙÓÊ, Ñ. Î. ÞÐ’ªÂ, Ô. ². ÖÞÏÊÎ, Î. Á. Á²ËÅÍÜÊÀ ðè÷íî¿ ³ îêòàåäðè÷íî¿ ï³ä´ðàòíèöü ñòåõ³îìåòðè÷íîãî ìàãíåòèòó [9]. Íà íàøó äóìêó, öåé ôàêò, î÷åâèäíî, ïîâ’ÿçàíèé ç îñîáëèâîñòÿìè ôîðìóâàííÿ íàíîðîçì³ðíèõ ÷àñòèíîê ôåðèòó Fe3O4, îäåðæàíîãî çà äàíîþ òåõíîëîã³ºþ. Â åëåìåíòàðí³é êîì³ðö³ ñòåõ³îìåòðè÷íîãî ìàãíåòèòó Fe3O4 32 éî- íè êèñíþ ðîçì³ùåí³ â âóçëàõ ãðàíåöåíòðîâàíî¿ êóá³÷íî¿ ´ðàòíèö³, à éîíè çàë³çà çàéìàþòü ïîëîæåííÿ ç òåòðàåäðè÷íèì ³ îêòàåäðè÷íèì êèñíåâèì îòî÷åííÿì. Â³ñ³ì òåòðàïîëîæåíü çàñåëåí³ éîíàìè Fe3 , â³ñ³ì îêòàïîëîæåíü — éîíàìè Fe2 , ³ ùå â³ñ³ì îêòàïîëîæåíü — éî- íàìè Fe3 . ßêùî ìàãíåòèò íåñòåõ³îìåòðè÷íèé, òî ââàæàºòüñÿ, ùî â îêòàïîëîæåííÿõ óòâîðþþòüñÿ êàò³îíí³ âàêàíñ³¿. Öå ïðèâîäèòü äî òîãî, ùî ó Ìåññáàóåðîâîìó ñïåêòð³ ìàãíåòèòó ³íòåíñèâí³ñòü ë³í³é, ÿê³ â³äïîâ³äàþòü îêòàåäðè÷íèì éîíàì çàë³çà, áóäå çìåíøóâàòèñü. Êð³ì òîãî, çã³äíî [10], ïðè ê³ìíàòí³é òåìïåðàòóð³ â³äíîøåííÿ éìî- â³ðíîñòåé Ìåññáàóåðîâîãî åôåêòó fîêòà./fòåòðà. 0,94 0,02, ùî òàêîæ ðîáèòü âíåñîê ó çìåíøåííÿ ³íòåíñèâíîñòè ðåçîíàíñíèõ ë³í³é ñåêñ- òåòó 2 ïîð³âíÿíî ç ñåêñòåòîì 1. Îäíàê, ö³ ïðè÷èíè º íåäîñòàòí³ìè, ùîá ïîÿñíèòè òàêó ðàçþ÷ó â³äì³íí³ñòü ³íòåíñèâíîñòåé ë³í³é òåòðà- ³ îêòàñåêñòåò³â, àäæå îêòà- åäðè÷íèõ éîí³â ó ñòåõ³îìåòðè÷íîìó ìàãíåòèò³ º óäâ³÷³ á³ëüøå, í³æ òåòðàåäðè÷íèõ. ßÃÐ-äîñë³äæåííÿ ìîíîêðèñòàë³÷íîãî ìàãíåòèòó ïðè 4,2 Ê, ïðîâåäåíå â [11], âèÿâèëî íàÿâí³ñòü ï’ÿòè íååêâ³âàëåíò- íèõ Â-ïîëîæåíü çàë³çà ç ð³çíèìè çíà÷åííÿìè åôåêòèâíèõ ìàãí³ò- íèõ ïîë³â Íåô â³ä 350 äî 539 êÅ. Î÷åâèäíî, ùå ìîæóòü âèíèêàòè äî- äàòêîâ³ íååêâ³âàëåíòí³ ïîëîæåííÿ äëÿ éîí³â çàë³çà ÷åðåç ñïîòâî- ðåííÿ êðèñòàë³÷íî¿ ´ðàòíèö³ äð³áíîäèñïåðñíîãî ôåðèòó. Ðèñ. 3. Ñïåêòð Fe57 ïðè 295 Ê çðàçêà äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó, ùî íå ï³ääàâàâñÿ òåðìîîáðîáö³. ßÃÐ-ÄÎÑË²ÄÆÅÍÍß ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒÅÉ ÍÀÍÎÏÎÐÎØÊ²Â ÌÀÃÍÅÒÈÒÓ 803 Äëÿ òåòðàéîí³â Fe3 â ìàãíåòèò³ òàêîæ ³ñíóþòü íååêâ³âàëåíòí³ ïîëîæåííÿ, âèêëèêàí³ ð³çíèì Â-îòî÷åííÿì, àëå ¿ì â³äïîâ³äàþòü áëèçüê³ çíà÷åííÿ Íåô, ùî ïðèâîäèòü ëèøå äî ðîçøèðåííÿ ðåçîíàí- ñíèõ ë³í³é. Îñê³ëüêè ñåêñòåò 3 (ðèñ. 3) ìàº ³çîìåðíèé çñóâ, õàðàêòå- ðíèé äëÿ îêòàåäðè÷íèõ ïîëîæåíü çàë³çà, òî ìè öåé ñåêñòåò òàêîæ â³äíîñèìî äî éîí³â (Fe2 Fe3 ) â îêòàåäðàõ. Ïðè çìåíøåíí³ ðîçì³ðó ÷àñòèíîê ôåðèòîâîãî ïîðîøêó ÷àñòèíà îêòàéîí³â çàë³çà ïåðåõîäèòü ó ñòàí áëèçüêèé äî ñóïåðïàðàìàãí³òíîãî, ³ ñàìå ö³ éîíè íà ßÃÐ- ñïåêòð³ â³äïîâ³äàþòü çà ñåêñòåò ¹ 3 [12]. Êâàäðóïîëüíèé äóáëåò Ä ç ìàëîþ ³íòåíñèâí³ñòþ (3,9%) ³ âåëèêèì ðîçùåïëåííÿì 2,01 ìì/ñ, î÷åâèäíî, íàëåæèòü äâîâàëåíòíèì éîíàì çàë³çà, ùî çíàõîäÿòüñÿ â íåìàãí³òí³é ôàç³. Ìîæëèâî, öå óëü- òðàäð³áí³ ÷àñòèíêè ìàãíåòèòó, ùî ïåðåáóâàþòü â ïàðàìàãí³òíîìó ñòàí³, àáî çàëèøêè ñîë³ Ìîðà, ÿêà âèêîðèñòîâóâàëàñü ïðè ñèíòåç³ çðàçê³â. Íà ðèñóíêó 4 íàâåäåíî ßÃÐ-ñïåêòð çðàçêà, â³äïàëåíîãî íà ïîâ³òð³ ïðè 673 Ê. Ïîð³âíÿíî ç³ ñïåêòðîì íåâ³äïàëåíîãî ïîðîøêó (ðèñ. 3) çíèêëà ñòðóêòóðîâàí³ñòü ðåçîíàíñíèõ ë³í³é, à çàãàëüíà ¿õ øèðèíà çìåíøèëàñÿ. Â òàáëèö³ 1 íàâåäåíî çíà÷åííÿ åôåêòèâíèõ ìàãí³òíèõ ïîë³â Íåô íà ÿäðàõ Fe57, ³çîìåðíèõ çñóâ³â äëÿ òðüîõ ñåêñòåò³â, à òàêîæ êâàä- ðóïîëüíèõ ðîçùåïëåíü òà ³çîìåðíèõ çñóâ³â äëÿ äóáëåò³â, íà ÿê³ áóëî ðîçêëàäåíî êîæåí ñïåêòð. Âèäíî, ùî ç³ çðîñòàííÿì òåìïåðà- òóðè â³äïàëó çíà÷åííÿ Íåô äëÿ âñ³õ ñåêñòåò³â çðîñòàþòü. Öå ìîæå áóòè ïîâ’ÿçàíî ç³ çá³ëüøåííÿì ðîçì³ð³â ÷àñòèíîê âíàñë³äîê ¿õ ñï³- Ðèñ. 4. Ñïåêòð Fe57 ïðè 295 Ê çðàçêà äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ï³ñëÿ â³- äïàëó ïðè 673 Ê. 804 Ñ. ². ÞÙÓÊ, Ñ. Î. ÞÐ’ªÂ, Ô. ². ÖÞÏÊÎ, Î. Á. Á²ËÅÍÜÊÀ êàííÿ, à òàêîæ îêèñëåííÿì äâîâàëåíòíîãî çàë³çà ³ ïåðåòâîðåííÿì ìàãíåòèòó â ôåðèò -Fe2O3, ÿêèé ìàº òàêîæ ñòðóêòóðó øï³íåë³ ç êà- ò³îííèìè âàêàíñ³ÿìè â îêòàï³ä´ðàòíèö³, ùî â³äïîâ³äàº ñòðóêòóðí³é ôîðìóë³ Fe3 [□1/3 3 5/3Fe ]O4 (ó êâàäðàòí³ äóæêè ïîì³ùåí³ éîíè Fe3+ ³ êàò³îíí³ âàêàíñ³¿ îêòàåäðè÷íî¿ ï³ä´ðàòíèö³). Êðèñòàë³÷íà ñòðóêòóðà -Fe2O3 º ïîä³áíîþ äî ñòðóêòóðè ìàãíåòè- òó, àëå íà â³äì³íó â³ä Fe3O4 ôåðèò -Fe2O3 íå ì³ñòèòü éîí³â Fe2 . Õî÷à éîíè Fe3 â -Fe2O3 çàéìàþòü òåòðàåäðè÷í³ ³ îêòàåäðè÷í³ ïîëîæåííÿ, îäíàê, ìàãí³òí³ ïîëÿ íà ÿäðàõ öèõ éîí³â áëèçüê³ çà âåëè÷èíîþ, ³ ßÃÐ-ñïåêòð ñêëàäàºòüñÿ ç øåñòè ë³í³é, í³áè äëÿ îäíîãî çíà÷åííÿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ, ÿêå çã³äíî [13] ñòàíîâèòü 496 0,7 êÅ, ùî äîáðå óçãîäæóºòüñÿ ç íàøèìè äàíèìè äëÿ ñåêñòåòó 1 (äèâ. òàáë. 1) ïðè òåìïåðàòóð³ â³äïàëó ó 673 Ê. Ñåêñòåòè ç ìåíøèìè çíà÷åííÿìè Íåô, î÷åâèäíî â³äïîâ³äàþòü ÷àñòèíêàì ôåðèòó ç ìåíøèìè ðîçì³ðàìè. Íà ðèñóíêàõ 5, 6 íàâåäåíî ßÃÐ-ñïåêòðè ôåðèòó, îäåðæàíîãî â ðå- çóëüòàò³ â³äïàëó ó âàêóóì³ äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ¹ 1. Â³äïàë ïîðîøêó ó âàêóóì³, ÿê âñòàíîâëåíî íàìè, ïðèâîäèòü äî óòâîðåííÿ êëàñòåðíèõ óòâîðåíü ç ðîçì³ðàìè 15,0–46,0 íì, ùî ñïðèÿº ïîÿâ³ â ßÃÐ-ñïåêòð³ ÷³òêî¿ íàäòîíêî¿ ñòðóêòóðè, õàðàêòåðíî¿ äëÿ ìàãíåòè- òó. Êâàäðóïîëüíèé äóáëåò Ä íà ñïåêòðàõ (ðèñ. 5, 6) â³äïîâ³äàº íå- çíà÷í³é ê³ëüêîñò³ éîí³â çàë³çà, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ â ïàðàìàãí³òíîìó ñòàí³. ßê óæå ïîâ³äîìëÿëîñÿ, ßÃÐ-ñïåêòðè ôåðèòó Fe3O4 ïðè ê³ìíàòí³é ÒÀÁËÈÖß 1. Åôåêòèâí³ ìàãí³òí³ ïîëÿ Íåô, ³çîìåðí³ çñóâè , êâàäðóïîëüí³ ðîçùåïëåííÿ , â³äíîñí³ ³íòåíñèâíîñò³ Sâ³äí. ñåêñòåò³â ³ äóáëåòà â íàíîïî- ðîøêàõ Fe3O4, îäåðæàíèõ ìåòîäîì Á. Ë³í³¿ ßÃÐ- ïàðàìåòðè Áåç òåðìîîáðîáêè Â³äïàë ïðè 473 Ê Â³äïàë ïðè 573 Ê Â³äïàë ïðè 673 Ê Ñåêñòåò ¹ 1 Íåô, êÅ 482 489 492 497 , ìì/ñ 0,32 0,32 0,32 0,34 Sâ³äí., % 57,7 67,4 67,9 61,8 Ñåêñòåò ¹ 2 Íåô, êÅ 444 371 420 423 , ìì/ñ 0,50 0,37 0,34 0,34 Sâ³äí., % 24,35 10,31 8,37 9,63 Ñåêñòåò ¹ 3 Íåô, êÅ 373 452 463 469 , ìì/ñ 0,35 0,32 0,31 0,30 Sâ³äí., % 11,2 17,9 21,9 25,5 Äóáëåò , ìì/ñ 2,01 2,28 2,39 2,41 , ìì/ñ 0,52 0,30 0,36 0,38 Sâ³äí., % 3,9 4,4 1,87 2,9 Ïðèì³òêà: Òî÷í³ñòü ì³ðÿííÿ Íåô ñòàíîâèëà 1,0 êÅ, — 0,02 ìì/ñ, — 0,02 ìì/ñ. ßÃÐ-ÄÎÑË²ÄÆÅÍÍß ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒÅÉ ÍÀÍÎÏÎÐÎØÊ²Â ÌÀÃÍÅÒÈÒÓ 805 òåìïåðàòóð³ º íàêëàäàííÿì äâîõ ñåêñòåò³â, ùî â³äïîâ³äàþòü éîíàì çàë³çà, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ â òåòðàåäðè÷í³é ³ îêòàåäðè÷í³é ï³ä´ðàòíè- öÿõ. Â çâ’ÿçêó ç òèì, ùî åôåêòèâí³ ìàãí³òí³ ïîëÿ íà ÿäðàõ éîí³â çà- ë³çà â À- ³ Â-ï³ä´ðàòíèöÿõ ìàþòü áëèçüê³ çíà÷åííÿ, íå âñ³ êîìïîíå- íòè Çåºìàíîâèõ ñïåêòð³â öèõ ï³ä´ðàòíèöü ðîçð³çíÿþòüñÿ. Íåâåëèêà ð³çíèöÿ ïîë³â âèêëèêàº ëèøå íåçíà÷íå ðîçøèðåííÿ îêðåìèõ ë³í³é Ìåññáàóåðîâèõ ñïåêòð³â. Ðèñ. 5. ßÃÐ-ñïåêòðè ôåðèòó ïðè 295 Ê, îäåðæàíîãî â ðåçóëüòàò³ â³äïàëó ó âàêóóì³ äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ¹ 1. Ðèñ. 6. ßÃÐ-ñïåêòðè ôåðèòó ïðè 85 Ê, îäåðæàíîãî â ðåçóëüòàò³ â³äïàëó ó âàêóóì³ äð³áíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ¹ 1. 806 Ñ. ². ÞÙÓÊ, Ñ. Î. ÞÐ’ªÂ, Ô. ². ÖÞÏÊÎ, Î. Á. Á²ËÅÍÜÊÀ Âèãëÿä ñïåêòð³â íà ðèñ. 5, 6 ïîâ’ÿçàíèé ç íàÿâí³ñòþ â ìàãíåòèò³ ïåðåõîäó ëàä–áåçëàä ïðè òåìïåðàòóð³ 119 Ê, â³äîìîãî ÿê «Âåðâå¿â ïåðåõ³ä» [7, 8]. Âèùå òåìïåðàòóðè ïåðåõîäó ïðè 295 Ê, äå êðèñòàë º êóá³÷íèì, â îêòàåäðè÷íèõ ïîëîæåííÿõ â³äáóâàºòüñÿ øâèäêèé îá- ì³í åëåêòðîíàìè ì³æ éîíàìè Fe3+ ³ Fe2+ ³ íà ßÃÐ-ñïåêòð³ äëÿ âñ³õ îêòàéîí³â çàë³çà ñïîñòåð³ãàºòüñÿ îäèí Çåºìàí³â ñåêñòåò Â (ðèñ. 5), ÿêîìó â³äïîâ³äàº îäíå çíà÷åííÿ Íåô (äèâ. òàáë. 2). Ïðè îõîëîäæåíí³ íèæ÷å 119 Ê ñèìåòð³ÿ êðèñòàëà ñòàº îðòîðîìá³÷íîþ, â³äáóâàºòüñÿ çì³íà íèçêè ô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé ìàãíåòèòó, â òîìó ÷èñë³ ð³çêå çðîñòàííÿ åëåêòðè÷íîãî îïîðó. Åëåêòðè÷íà ïðîâ³äí³ñòü ð³çêî ïàäàº â³ä 250 Oì 1 ñì 1 äî 40 Oì 1 ñì 1. Âèíèêàº óïîðÿäêóâàííÿ îêòàåäðè- ÷íèõ éîí³â Fe3+ ³ Fe2+, ÿê³ ðîçì³ùóþòüñÿ ïîøàðîâî âçàºìíî ïåðïåí- äèêóëÿðíèìè ðÿäàìè. Ì³æ éîíàìè Fe3 (B) ³ Fe2 (B) ïðèïèíÿºòüñÿ øâèäêèé îáì³í åëåêòðîíàìè, ïðî ùî ñâ³ä÷èòü ïðèñóòí³ñòü ó ñïåêòð³ äâîõ Çåºìàíîâèõ ñåêñòåò³â, ÿê³ â³äïîâ³äàþòü éîíàì Fe3+(A B) ³ Fe2+(B) (ðèñ. 6, òàáë. 2). Ùî ñòîñóºòüñÿ êâàäðóïîëüíèõ äóáëåò³â, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ â öåíòðàëüí³é ÷àñòèí³ ñïåêòð³â (ðèñ. 5 ³ 6), òî âîíè âîëîä³þòü âåëè- êèìè êâàäðóïîëüíèìè ðîçùåïëåííÿìè : 2,56 ìì/ñ ïðè 295 Ê ³ 2,91 ìì/ñ ïðè 85 Ê, ùî äîçâîëÿº çðîáèòè âèñíîâîê ïðî ¿õ ïðèíàëå- æí³ñòü äî éîí³â äâîâàëåíòíîãî çàë³çà â ïàðàìàãí³òí³é äîì³øö³ [14]. 5. ÂÈÑÍÎÂÊÈ Ïðè îñàäæåíí³ âîäíèõ ðîç÷èí³â ñîëåé äâî- ³ òðèâàëåíòíîãî çàë³çà äâîìà ìåòîäàìè, ùî â³äð³çíÿþòüñÿ âèõ³äíèìè ðåà´åíòàìè òà ïàðà- ìåòðàìè ñèíòåçó, îäåðæàíî íàíîäèñïåðñí³ ïîðîøêè ìàãíåòèòó Fe3O4 ç ðîçì³ðàìè ÷àñòèíîê â³ä 5,0 äî 25,0 íì ð³çíî¿ ñòåõ³îìåòð³¿. Âñòàíîâëåíà ç äîïîìîãîþ ßÃÐ â³äì³íí³ñòü çàñåëåíîñòåé îêòà- ³ òåòðàï³ä´ðàòíèöü éîíàìè çàë³çà ïîð³âíÿíî ç³ ñòåõ³îìåòðè÷íèì ìà- ãíåòèòîì, î÷åâèäíî, ïîâ’ÿçàíà ç äð³áíîäèñïåðñí³ñòþ ôåðèòó, âèáî- ðîì âèõ³äíèõ ðåà´åíò³â òà óìîâ ñèíòåçó. Â³äïàë íàíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ìàãíåòèòó ó âàêóóì³ 10 5 ìì ðò. ñò. ïðè 773 Ê (20 ãîä.) ïðèâîäèòü äî óòâîðåííÿ êëàñòåðíèõ óòâî- ðåíü ç ðîçì³ðàìè 15,0–46,0 íì, ùî ñïðèÿº ïîÿâ³ â ßÃÐ-ñïåêòð³ íàä- òîíêî¿ ìàãí³òíî¿ ñòðóêòóðè, õàðàêòåðíî¿ äëÿ îá’ºìíèõ çðàçê³â ìàã- í³òîâïîðÿäêîâàíîãî ìàãíåòèòó. Ç³ çðîñòàííÿì òåìïåðàòóðè â³äïàëó íàíîäèñïåðñíîãî ïîðîøêó ÒÀÁËÈÖß 2. Ìàãí³òí³ ïîëÿ (êÅ) íà ÿäðàõ Fe57 â ïîðîøêàõ Fe3O4. Ò, Ê Fe2+(B) Fe3+(B) Fe3+(A) 295 459 1,0 493 1,0 85 480 2,0 505 1,0 ßÃÐ-ÄÎÑË²ÄÆÅÍÍß ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒÅÉ ÍÀÍÎÏÎÐÎØÊ²Â ÌÀÃÍÅÒÈÒÓ 807 ìàãíåòèòó íà ïîâ³òð³ çíà÷åííÿ Íåô äëÿ âñ³õ ñåêñòåò³â çðîñòàþòü, ùî ïîâ’ÿçàíî ç îêèñëåííÿì äâîâàëåíòíîãî çàë³çà ³ ïîñòóïîâèì ïåðåòâî- ðåííÿì ìàãíåòèòó â ôåðèò -Fe2O3. Äëÿ íàíîïîðîøêó ìàãíåòèòó ç ðîçì³ðàìè ÷àñòèíîê 15,0–46,0 íì ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ôàçîâèé ïåðåõ³ä, â³äîìèé ÿê «Âåðâå¿â ïåðåõ³ä», ÿêèé ðàí³øå ô³êñóâàâñÿ ìåòîäîì ßÃÐ â îá’ºìíèõ çðàçêàõ ìîíî- ³ ïîë³êðèñòàë³÷íîãî ìàãíåòèòó. ÖÈÒÎÂÀÍÀ Ë²ÒÅÐÀÒÓÐÀ 1. Â. Ñ. Áóøêîâà, Þ. Ì. Òàô³é÷óê, ². ß. Âèëêà, Íàíîñèñòåìè, íàíîìàòåð³àëè, íàíîòåõíîëîã³¿, 10, âèï. 2: 297 (2012). 2. C. Upadhyay, H. C. Verma, C. Rath, K. K. Sahu, V. S. Anand, R. P. Das, and N. C. Mishra, J. Alloys and Comp., 326, Nos. 1–2: 94 (2001). 3. C. Rath, S. Anand, R. P. Das, K. K. Sahu, S. D. Kulkarni, S. K. Datta, and N. C. Mishra, J. of Appl. Phys., 91, No. 7: 2211 (2002). 4. K. Taeguyng, H. Seunghan, and Y. Hyeon, IEEE Trans. Magn., 41, No. 10: 3484 (2005). 5. X-Ray Diffraction Data Cards (Philadelphia, PA: American Society for Testing Materials–Joint Committee on Chemical Analysis by X-Ray Diffraction Methods: 1955). 6. Ñ. À. Þðüåâ, Ñ. È. Þùóê, È. Ä. Íàáèòîâè÷, È. Ì. Ñûâîðîòêà, Â. Ñ. Ìèõàéëèê, Ôèçè÷åñêàÿ ýëåêòðîíèêà, 23: 141 (1981). 7. Ñ. ². Þùóê, Ñ. Î. Þð’ºâ, Â. À. Òðóõòàíîâ, Ìàãí³òí³ ïîëÿ íà ÿäðàõ àòîì³â ó ôåðèòàõ (Ëüâ³â: Âèä. Íàö. óí-òó «Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà»: 2009). 8. R. Bauminger, S. G. Cohen, A. Marinov, S. Ofer, and E. Segal, Phys. Rev., 122, No. 5: 1447 (1961). 9. Æ. Áëÿññå, Êðèñòàëëîõèìèÿ ôåððîøïèíåëåé (Ìîñêâà: Ìåòàëëóðãèÿ: 1968) (ïåð. ñ àíãë.). 10. R. Greatrex, Spectroscopic Properties Inorg. and Organomet. Compounds (London), 6, No. 494: 1 (1973). 11. B. J. Evans and E. F. Westrum, Phys. Rev. B, 5, No. 9: 3791 (1972). 12. Þ. Ô. Êðóïÿíñêèé, È. Ï. Ñóçäàëåâ, ÆÝÒÔ, 67, ¹ 2: 736 (1974). 13. A. Krauth and G. Tomandl, phys. stat. solidi, 37, No. 1: 193 (1970). 14. Â. È. Ãîëüäàíñêèé, Ýôôåêò Ì¸ññáàóýðà è åãî ïðèìåíåíèå â õèìèè (Ìîñêâà: Èçä. ÀÍ ÑÑÑÐ: 1963). REFERENCES 1. V. S. Bushkova, Yu. M. Tafiychuk, and I. Ya. Vylka, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 10, No. 2: 297 (2012) (in Ukrainian). 2. C. Upadhyay, H. C. Verma, C. Rath, K. K. Sahu, V. S. Anand, R. P. Das, and N. C. Mishra, J. Alloys and Comp., 326, Nos. 1–2: 94 (2001). 3. C. Rath, S. Anand, R. P. Das, K. K. Sahu, S. D. Kulkarni, S. K. Datta, and N. C. Mishra, J. of Appl. Phys., 91, No. 7: 2211 (2002). 4. K. Taeguyng, H. Seunghan, and Y. Hyeon, IEEE Trans. Magn., 41, No. 10: 3484 (2005). 808 Ñ. ². ÞÙÓÊ, Ñ. Î. ÞÐ’ªÂ, Ô. ². ÖÞÏÊÎ, Î. Á. Á²ËÅÍÜÊÀ 5. X-Ray Diffraction Data Cards (Philadelphia, PA: American Society for Testing Materials–Joint Committee on Chemical Analysis by X-Ray Diffraction Methods: 1955). 6. S. A. Yur’ev, S. I. Yushchuk, I. D. Nabitovich, I. M. Syvorotka, and V. S. Mihajlik, Fizicheskaya Elektronika, 23: 141 (1981) (in Russian). 7. S. I. Yushchuk, S. O. Yur’iev, and V. A. Trukhtanov, Magnitni Polya na Yadrakh Atomiv u Ferytakh [Magnetic Fields on Nuclei of Atoms in Ferrites] (Lviv: Vyd. Nat. Univ. «Lvivska Politekhnika»: 2009) (in Ukrainian). 8. R. Bauminger, S. G. Cohen, A. Marinov, S. Ofer, and E. Segal, Phys. Rev., 122, No. 5: 1447 (1961). 9. G. Blasse, Kristallokhimiya Ferroshpineley [The Crystal Chemistry of Ferrospinels] (Moscow: Metallurgiya: 1968) (Russian translation). 10. R. Greatrex, Spectroscopic Properties Inorg. and Organomet. Compounds (London), 6, No. 494: 1 (1973). 11. B. J. Evans and E. F. Westrum, Phys. Rev. B, 5, No. 9: 3791 (1972). 12. Yu. F. Krupyanskij and I. P. Suzdalev, Zh. Eksp. Teor. Fiz., 67, No. 2: 736 (1974) (in Russian). 13. A. Krauth and G. Tomandl, phys. stat. solidi, 37, No. 1: 193 (1970). 14. V. I. Goldansky, Effekt Messbauera i Ego Primenenie v Khimii [Mössbauer Effect and Its Application in Chemistry] (Moscow: Izd. AN SSSR: 1963) (in Russian).

ЯГР-дослідження магнетних властивостей нанорозмірних порошків магнетиту

Репозитарії

Схожі ресурси