Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом
The magnetic properties of the nano-particle of magnetite, obtained by the method of chemical condensation(ChC) and specially developed procedure of high temperature solid-phase synthesis (HTSPhS) are investigated. The technique of solid state synthesis of magnetite ncmoparticles based on decomposit...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/374 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291497759703040 |
|---|---|
| author | Gorbyk, P. P. Mishchenko, V. N. Abramov, N. V. Usov, D. G. Troshchenkov, Yu. N. |
| author_facet | Gorbyk, P. P. Mishchenko, V. N. Abramov, N. V. Usov, D. G. Troshchenkov, Yu. N. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "P. P. Gorbyk",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "V. N. Mishchenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "N. V. Abramov",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "D. G. Usov",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "Yu. N. Troshchenkov",
"institution": "Інститут магнетизму НАН і МОН України"
}
] |
| author_sort | Gorbyk, P. P. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | The magnetic properties of the nano-particle of magnetite, obtained by the method of chemical condensation(ChC) and specially developed procedure of high temperature solid-phase synthesis (HTSPhS) are investigated. The technique of solid state synthesis of magnetite ncmoparticles based on decomposition to one or mixture of salts, containing Fe2+, Fe3+ ions and crystallization water, was proposed. The X-ray analysis, Transmission Electron microscopy and gas adsorption method were used Magnetic characteristics were studied by a vibration magnetometer. By the ChC method the dispersions of the particles Fe3О4 are collected medium-sized from 7,5 to 11 nm, by the HTSPhS method — medium-sized from 25 to 75 nm. It was shown that at the synthesis temperatures of 450-500 °C the single domain of Fe304 particles with specific magnetization saturation near to the maximum for magnetite value are formed. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
У/1К 5 11. () 1 5. 2 : 5 46.72 2 : 546. 7 2 З
шIAгI{и TI{ЬIЕ сBo Йс TB,A IlA}Io ЧAс TpIЦ F,е3 Оa,IIoЛyЧЕннЬIх жиДкo- и TtsЕРДoФAз}IЬIшI с иt{TЕ3 olvl
П.П. ГoрбI!к' B.II. Мищeнкoo H"B. Aбрaмoв,7.t.Г. Усoв,
Io.н. Tрощeнков*
Инсmumуm х\rЙuu noвеpЛtoсmu ual. А'А. Чуйко dIАlt Укpаuньl'*IIнсmum),rn'tаeн",;'#:,if;;fr?;;';";:":::T,'#,ff
#7,"-'",",,uu,o,,,,
Кueв-]42
Иcc,zеdaвсlньt J|4аz*lumные cвoйcnава tl(tнoчccmuц ма2неI7'amа, пo]tуче|'']ых lwеmodолlхuчuчеcкoй кoнdенcацuu ffК) u cпеl1uальнo pазpабamoon',
"no"iio'
вьIсoкaИемnеpФnуpнo.ottвефoфазнoztl cuнmеЗа
ЧЧ'*"l, *o*opu,i oclroвФr Irа pа'Jloxrсенuu сo]11l lь,tu cлlеcu сoлeй,c(юepЭ!сolцxЙ uoны Fе.-' Fе'' u кpuctn{Ul]|u3ацuo11rrуIo воdу. B pабomе npuлIеIrЯлц мrmodыpенmеенoвCкozo фвзoвoe, ансuluЗa (PФА), npoсвечuвсlloщей элекmpoннoЙ мuкpacкоnu|J€IЭM) u еазoвoй аёcap6цuu, Mqенumньlе хаpш<mеpucmuкц |BмepяItu с noмoщъювuбpоцuoннaеo л4аZнumo.^,еmpq. Mешodaм XК-,onуu,**Ьi"n,pйuio"*uц Fе3Оa наu6o"цeевepoяmнozo pсlЗмеpа om 7,5 do ] i нм' сnocoбoм BTTФС * оm 25 do 75 ыуl. пЬ*o,o',i, uйЬnpu mемnеpаmуpах cuнmеза 45Ь500 "С, oбpазуюmсЯ нанoчасmuцьt h'еjОa со 3l1gче|.tuе74-t'dезьнoЙ нсLuа2lluче1
-'|аzнelшmа.
Чнaсmu нсIcьrщeнuЯ {o'), блuзкшu К nначеIruю dля ,мqссuвнozo
Bведение
B пoследние .цесятиJteтl{я активl{о сp€tЗмеpl{oсTьIo. Cpеди иx многoобp** *;ff#"Ж'""Жi##,J"].i]ffi;#I
Irаilpимrp М€IгIIиTI{ьIе o,цно.цoL{rнI{ЬIr ЧacTицьI, кoтoрЬrr н8тIтли IIIиpoкoе Irpи]\,tеIIеIrие Bp.lЗJIIтчIrЬD( облaстях TеХIIики t1 - 3]. Совpемeпньй уpogrrть нal{oTrxнoлoгий цo3BoляеTПpОизвo.циTь ЕIa oсI{oBr fr{aгIIиTIIьD( IrafroчaсTиЦ }.I{икltJIЬIIьIr средстBa дJI'I мe,цициIlЬI ибиолoгии. Иx внедpенI{r B IIpакTикy яBJIIIеТсЯ oсновой сoBpемеIIIIoгo цpo|prссa Boблaстях Ди€tгIloсTики И .rrpaЦvШ'' B тoп{ IIиcле Ila к,тtеToчI{oМ и геI{IlоМ ypoBr*ж.Maгнитньrе oдtl{o,цoМеIri{ьIе чaстицЬI, B чaсTIIocTи н€}IoчaсTиIIьr N{aгнеТитa IIIир.I(оIipиI\,rrrulloT B кaчесTве рrI{TгrнoкoцтрaсTIIЬD(' сopбционньос I.I TpaI{сIIopTHьD( оpеДсТв, aТaкже ,ц]UI мaгнитной rиIlеpтеpl\{ии. oсобенно aкTyuulьI]Ьrl'и яBляlоTсЯ paбoтьr пo.цI{ёtгIIocТике и Trpaпиl,r онкoзaбoлевaний. Фиксaция и депolrирoвaние нoсителейлекapствФшIьD( IIpеIIapaToB NdaгI{иTньI}d trIoJIеТ\{ B oблaсти oll1п(oЛи й, '] ou"' BoЗМo)ItнocтьзнaЧиTелЬIIo }.1\деIIЬII]иТь ,цoзy, a исIIoльзоBaЕиr лoк€ЦIьIIoй гипеpтеpмии II.зB'JI'IеTIIpoBoДи.|Ь теp€lIIиIo oнкoзaболевaний без IIpимеIrеIrия ХиMическlГх прfiIapaToB. КpомеТoГo' м:lгIIетиТ xapaкTеpизyеTся низкoй ToксиЧIIoстьк)' BьIс0кI{М }poBIIr}.{ м1тaгеннойбезoпaсности' oTсyгствиеl\{ I{егaТиBIlЬгх реaкцй_ oр.--?.^,^ ;o" Bн}Л,pивеI.IIЬIх'BIr},тpиapтеpиЕuIЬIlьD( и BIryгpI{МЬIIшечньtх Bвr,цеiIи'D( МaгшиTItoгo коллоидa [6].IvIагнетит oтrroсиТ.я к кдaссy ф"pp"'ou-*;;;";;;; кoTopЬI€' облaдaroткрI.IстZULIII{ческ'й perшеткoй rшtицели блaгоpoдной МgAlzО+ [i] с oощеt фopмyлойМеFеzo+. B зaвисlltrдoсти оT тoго кaкиr I\,lетltJUIиIIескиe иoIlЬI и B кaкoМ IIоряIIке зaнимaloTТrTрaэдрические (A) и 'кT.}э.цpиtIеокие @) yзлы в:сyбитескoй кpиста.тrлическoй pеIIIеTке,paзJIич€lIоТ IIpяI\,lьIе IIIIIиIIeЛи, IraIrриL,Iеp СdFеzoi 1шapaмa.нети к)' ZлFe2Оa (слaбьйфеppoмaгнетик) и обpaщённьrе шпиireли (феppимaгrrетиша), д,," oo,op"o Ме = Мg, Мn,
Пoвеpхнoсmь.2009. Bьln, ] (16). С' I65 - 176
165
Fе, Cо, Ni, Cu, Pb t8]. Pезyrrьтиpyroщaя нElм'lгEичеI{ItoоTь нaсr'ТтцениЯ (}vI,)
феppимarпетикa Fе3oa опpе.цеЛяeTся paзIloстьIo Н?I\{arшисlеlllloстеli двyx МttгIIитнЬD(
цoдpеЦIётoк: пеpвoй, сoстoяrцей из иolloв Fr2* и Fе3*, ЕtlxoдящIlxся в }зJI€lx (B), и втоpoй,
сoстoящей из |.lo}loв Fe3*, находящI.lхся в yзJI;lх (A). Tемпеpaтypa ltrоpи t\{aгHrтиTa
состaBiIяеT - 585 oC
[9], пpи комнaтнoй теIипrpaтypе оЕ имеeT щpyкTypy обpaщёrтнoй
IIIIIиIIеJIи с кyбинескoй симметpией кpисTtlllllичrскoй pеrпeтки I.l NrетitлJIический хapaктеp
эЛrкTpоIIpoBo'цIIoсТи. Пpи темпеpaтypе - l 19 К в мaгнетиTе Ilpoисxo.щrг Ilеpеxo.ц в"puе"
[10] * стрyктypный фaзовьй.grpеxoд первoгo poда9 сollpоBождaroщийся y""*"""'*' nu
.цBa llopяДкa эЛекTpоcoПpoTI{BJIeЕцЯ || изI\{еЕeIIие1\{ симмещии ЦpисТ€ЦIJIическoй ршетки с
кyбитескoй нa opтopoмбиuескyо [i 1]'
Haиболее paсIlрoсTpaненньй спoсоб пoщЧеIrия Е€lI{oчaсТиц мaгEeтитa
хtищoфaзньй Мgто'ц xимической кoн.ценс€Ц1ии (ХК), пpедлсllкенньй Элмopoм [|2], в
oсIloBе кoТopoгo JIе)I(иТ IIpoцесс oсащцеIrшI солей двyх* и тpеxBtlJIентIIoгo }I(rjlезa
KoI{ц${TpирoBaнЕыь4 Bo.цIlьIM paстBopoМ aммиaкa. B [13] сooбщaется o пoJtуIении
МеTo,цol\{ ХК чaстrц paзMеpoм от 2 До 20 ям пpи среДI1rм paзмеpr - 7 нм' Aвтоiы [14]
IIpиBo.цяТ дaЕIIЬIе o ToМ, тТо сpедний paзмеp чaсTI.Iц },{€lгilrтиTa' пoJtу{еI{I{ьD( метoДом ХК
сoглaснo изoбpaтсенr.rям электpонной }&IцpoскoIIи}I' сoстzlBJIяrт 7,5 * 0,5 нм. B paбoте [15]
Тем )кс меToДоlvI IIoлyченьI чaстItцьI }raгIleтПIa сp€.IЦrегo paзМеpаэ paссЧI,ITaIrI{oго IIo
yIIIиpeIIиIo шфpalgиоlrньп< oтpaхсешй, Dхnp - ll цм. B [lб] срлний paзмеp чaстиil'
сиEтезItpoBtlIlIlьD( мrToдoм ХK в зaвпспмOсти 0T кoщеEц)aцtи сoлей в pеaкциorДro}r
paсTBopе сoст.lB.IIяrT 7 - |5 ш'r. B цo.цавrrяroщeм кoJIиIrестBr paссмoTpспEьD( пaми paбот
сooбщaется о tIoJI}пIеIlиЕ !r:юTиц м;lгEетиTa лищофaзпым метoдoм xк срдlегo puin'.pa
oт 7 .цo 15 нм. B этой oбдаgTи piвмеpoB чacтиIIьI м:lгЕeтиTa IIри кoмIIaTIIoй тeмперaтyр
н€tхoдЯTсЯ B сyIIеpIIapaмaгEи.тЦoм сoсToяIII{и. oни хapaкTеpl,lзyloтся прttкТичeски нyлевой
остaтoчной нaмагIIиltеIlIIocTъIo (IvI.). Taкaя xapaкТерисTикa BalIffIa для Ivtе.цI{кo-
биолoгическlпс пpименений' Itaпplll\dеp Iiри тpaнспo.рТе JIrкapсTBrнIrЬD( пpеIlapaтoB IIо
цpoBrносЕьIh,r сосyдalu м€rлoгo диaмrтрa, B кoтopьrx кpaйне нrжеЛaTелЬIla aгprгaци]l
ч€ютиц. B [4] детarьнo ilpoaI{aлизцpоBEtIIьI yслоBия трalrс[оpTa LlarнитIlЬIx нoсителей по
кpoBrI{осIlьIм оoсy'ц:lм и yсjrоBIoI иx yДеp)кaнI,IJI мaгEIITньIM IIoЛrм. Силa, oбyслoBЛrgЕ.lя
IrриЛo)I(rннЬIlи BI{еIIIIIиIi{ нaсьrщ€lloщим мaгI{I{тIIЬIм пoJIем и yДrp)IшBaloщ€и IloсиТеJIЬ B
щpoBoтoкr' ЦpоПоpциol{aдьнa объемy чaсTицьI и знaчеЕI.Ilo её о,. Taким oбpазoм, дrя
эффективногo yдф)I€IIиJI ч{юTицЬI её paзмepьr и Знaчеииr бs llеoбxс,щ'r1ro yBеЛI{rIиBaть.
I{erш настoящей paботьr _ изyчеIrие М€lгIlиTньD( свoйств llaнoчастr!{ц DIaП{ет}Iтa'
IIoJryчrнЕЬD( oрипrпaJIЬIIьI}l' спецI{ЕшIБI{о paзpaбoта*нньшr способом BTTФC, и срaвlleltl.e иx
оo свoйствaми чaспlll, сI.rЕтеЗиpoBaI{I{ЬD{ методом ХК.
Mатepиaльr I{ мeToдьI
B paбoте дJUI сиIlTезa мaгнеTиTa I{сIIoJIЬзoBaH сy;rьфaт )II$IеЗa FеSoa.7H2o <х.u.>
ГoсТ 4148-66, тpеxxлoрисTor )I(еJIrзo FеCl3.бH2o кxry ГoCТ 4147-:74' 25 a/o-ньrit
вoдIrьй paсTBop aмт'IиaI€ <vдai> ГoCT З76G44 ДJIJI цpoBeдfllи,I llшд<oфазнoгo сиIlтеЗa'
желeзo (I) yксyснoкислое 4-вoдrоe . Fе(СH3Coo)2.4н2c и )кедезo (IIl) aцеr*'lцaцеToнaT -
C15ф1o6Fе ,цJUl IIp0BедеIII{Я твеpдoфaзногo сиIlTезa' нaтрий oлеиIIoBокис;ьй C3H17CH =
Ci(Cн'7сo _ oNa_ д.тrя стaби.гизaци!l lloвеpхrroоти сиIIтезиpов€IIlt{ЬD( чaстиц.
Haпo.raстицьr I\{aгЕеTиTa .сиIIтеЗI.rpоBtlJIи сIIeци€lJIЬIlo paзpaбoтaшrьгrl спосoбoм
BTTФC' котoрьrй oонoBaн rra paзЛo}I(ении сoJIи иJIи смеси сoлей жflIезa opгаIrи.1ескиx
I(исjIoT' сoдеp)I(атт.гrdx кaтиoньI Fr,-, Fе,* Il кpисШUIJIизaциoEЕyIо вoдy. Cоль, Ilallpиildeр'
Fе(CtI3Coo)2.4I12a, IIaгpеBaJIи до фиксиpовal*rой Тrм]IеpaЦrpьI, B иIlTеpBaJIe 375 _
550 oс, в aтмосфер, нe сoдеprкaщей кltсJlоpo.цa' Где oнa paзnaгaлaсь Ira yЛrTyчЕrBаIoщиеся
гЕBьI I.I окси,ц )I(елrзa _ I{tlпoчaсTиIIы мilгтlетитa.
a
I
I
I
t
t66
Ll.стlfllьl v€lгIlеTиTa п.луI€LтIи тaюi(r МеTo,ДoМ Хк. Следyет.ск€}зaTЬ' чтo pеaкциlo-)-trrор
ELIqIoBаJIи palrеe B paботе [17], в кoтоpой сIIIITез N,{aгIIеTиТа IIpoBo.цI]rли B.rqртЕE IlиpогеIlIIoгo кpеМнеЗeмa l{aрки ..Биооил''
с yдеЛьнoй пJroща'цЬIo-lrlr{т'r Eд - 340 м./г. Бьrдo llокaзaнo' чтo крrМIIrзеп{}Iaя i\'аTpllцa IIpеIU{TстByет
lЦ' rrt'oкpистаjl'IитоB Fезoд и стaбилизиpyrт их paзМер нa 1pовнJ 5-8 нй. ts paбЬте
tlQ opпгпrrа,тьIlЬIМ IIизкoTемIIеpaтypIrьIМ сиIIТrзоIv! п-{еTодol\{ ХК rra гpaIIиц€ рaзделa фaзirш пoл1^rеньI чaсТI{цьI NlaгнетиТa сpr.цIreгo разIrlrpa - 32 нм. B Дaнном иссJTеДoBaI.tиистаaL.IaсЬ ЗajlaЧa ПoщцIеIrия чaсТиц Fe3oa контpoЛI{pyеМoгo нaибодее BеpoяTIlогo
рa3}tеpa.
l{.пя шpoведеIIиЯ ре.lкции 5 г FеSoa.7H2o (моляpнaя кol{цrнтpaция с : 0,09 М) иltlг FеСlз.6нzo (с:0,1s5 ]\4) paстBopяJlи в 200 мл ДIiсTилJIиpoBaтrнoй вo.цьI. rIосле
фlr.lь,гpoваr*.rя сTaкall с п0л}пIет{IIьIм paстBoрoМ paЗмещали }Ia мaгЕI.Iшi0й меrшanrке. B
t\iстBoр солей железa со скopoсTЬIo oj]I{a кaпля B секyrДy .цoбaвля;rи 50 rтл воднoгоpаствopa Nll4o}l. Pеaкциro сooсaxqцеьIи,I oсytДrOTBЛяJIIr ilpи р€lзЛi,rvньпr фиксирoвaЕЕьD(темIlерaTypax pacTBopa сoлrй xtеЛезa: oт 2a дo 50 oС. oсa-Док оTдrJrяли и oTI\,tыBa,Tи IIяTьpaз ,цI,IстиJIлиpовaнной вo.цой' .{ля пpедотвр.lIцеIrI{я aГрсгaции чaсTиц }tх IIoвepхнoсTЬстaбилизиpoваЛи IIaТрIirM oлrинoBoKI{сJIьIМ.
B paботе [16] pеaкциIо Элморa .,рoBo.циЛIr пpи кoмЦaТIIой темпеpaтypе пpи
l::JIrrчнЬD( РЧIyЧ?*'IiЬD( зIIaчеIlи,Ix мочqчо1a кoнцrliTpаЦии иol{oв }.е..(мoляpнoеoТI{oшIrIтие Pе,-/Fе,- : | : 2) от 0,05 М до 0Эs N,{ и полу.rЬ' ou"*u", !.е3oa нaибо"тееBеpoяТIIoгo p€lзМrpa'о.г i0,0+2,8 цy до 14"6}3'2 нм. Haми пpи мorrяpной кoIrцеIIтpaциииoнов Fе"- paвной 0,09 M пpI,I paзличrrьш фиксировaI{lIЬD( ;;;;;"'yp* pеaкЦIrоЕIloгo
paсTвоpа oт 20 дo 50 oC пoлyrеIlЬl чaсТицЬl rraиболее BерoяTIloгo p***pu oт 7,2*1'0 нц дg] 1. i+1.0 rтм.
Рентгеиофaзoвьй aна.lшlз (PФA) IТpoвoдили I\,{еTo.цoМ порoтrтковой.Цифpaктoметpии
}Ia aBтoмaТизI{рoBaI{нoDI шpибopе ДPoн.УI\41 с геометpией
"u"'*
пo Бpеттy*Бp",,'u,,o
"изл}лrеI{ии Cо Ь ли.II.Iи aнодa (}" : 1,79a21 A;
"
гЪ.6,,ьTpG\{ B oTpu,ке}IIIo'{ п)пrкr.Знaчеlrия Л11p кpиcтilJ[лиToB oкси.ц0в }l{елrзa бшrи paссu;;' I]o МrTo.цике [i9]'oсновaцнoй Еa }paвI{еIIии Шеppеpa [20].
Рaзмеpьr (Дпэм) и фopмy ЧaсTиц в обpaзЦax изrraли \{еT0.цОМ просвевиваrощeйэ.rекщorrнoй микpоскoпии 0]ЭМ) на пpибоpе .Irаnsrn.issiоn
Е1ейn мiсrosсоpe rлоi]010. B I(aчесTBr ',o.цлorки для oбрaзцов исI'oJtrьзoBrшIисЬ yглеpo.Щrьtr Плeнки с кp}глЬrъ,lиoтвеpсTия]\4и lla \,'е.цIIЬD( сеTOчкaх.
нче S," обpaзцoв oIiре/цеJIяли tro TrрI\loДrсopбции aЗoTa Нaпpибоpе KЕLyINl 0.12 фирмьI
..сosТЕсн Instruпlеnts,,.
Петли ГиcTерезисa мaIтIит}Ioгo мolиrнTa oбpазЦoв измеpяJIи с l1oмoЩЬIoвнбрaшиoнпoго }{aгIiиTol\{етpa цa ЧaсTоте 228 I-ц op, oo*йoи ,"Ь"pu'yрс. Oшисarrие\ст.tlloвкI{ и ь{sTo"цикa измeрений иЗлo]кеIlЬI в [17]" oбpaзцaми для исследовaнийс.т|.Af{ли сyхиe pазмaгЦичеIIIlьIе пopoшI{и. ,Qля сpaвнен,, 'сoo,*.oвaли никrдевьйобpaзеu и нaпoчaсТицЬI Fе3Oa (98 %) пpoизвoд","o ф.p'"...Nanоstruсturеd & Amorphоus\lаtегiais Inс.'', USA.
Pезvдьтaтьr и oбсyлсдение
llа рис. 1 изобрaжевьr дlфpактогpaммьt обpaзцов ndaгI{еTиTa: I, 2 _
Gfпg!!.Poв.lнньп< хtидкофaзI]ьIМ \,rеТo.цo]\-{ ХК; 3 - 9 - полylенньтх сцособом tsTТФС ио6г..D сPавнеЕIи,I Fе3О4..N.& A.М.I.' Катиоrrньй
"o"й
исxoдEЬIх солей дaн в'rrrt!тiо{вoй пoдписи. Bое oбpaзцьr' щpoмe 7 и 9, сoдеp)кЕLтIr ТoлЬкo фазy Pе3oa.o6pФ'l. ' l 9 пo.-rrчalпт из сoдей *"o..u, ДoIIиpoвaIIIrьD( соJIяМи IIик.JI,I и кoбaльтa вкo..tt]чФтЕ - 5 o,o М3Cс...rтoбьr IIoJI,vIrиTь BoЗMo}шIoсTЬ iloсJleД}.Ioщrt фy"oц"o,,й.uцЫповсpх }roстЕ кorrшексoобразyloщlrh{I{ эЛеlvlеIITаI\-{и.
t67
3500
Ё 3000
i
Е 2500
J
20с0
Ё 20000
d
riв
j
Нa дифpaктoгрaмм€lх обpaзцов, сi.rяTrЗиpoBaнI{ьIх il{еTоДoм ХК, и обpазца
сpaBl{еt{ия yка3aEЬI ЗЕaчrliиЯ Dж'о , !'ля oбрaзцoв' тIoJIyчеt{ньrх способoм BТТФC.
ЗнaчеI{ия Лyдp пpиBе.{еньr в тaбrп,rце. Сле.ryет скaЗaТЪ' тго дифpaкциоltньIй метoд
чyBстBителеII к облaс,гям когrpеIlтIloгo pacсeЯНИЯ дифpaгиpytощегo иЗл.vчения. B сЛr{aе
oчеIiЬ Ь[aлЬD( чacтиц (1*2 нм) этими oблaстями яBJUIIотся цеIrTpаjIЬньrе oблaсти чaстицЬI'
lIе силЬIlo иcкDкеIIIiь]е IIpиIIoBеpХl{oсTньIr слoll [З]. Поэтошry зI{aчеIlия,Х*D мoГyT бьIтЬ
зaни)кеIlьI Пo сpaвнri{иIo сo ЗIIaЧеIlllЯМ}I Dпэм.
0 1 0 2 0 з 0 40 50 60 70 80 90
20' Гp.d.!I
DyRn:27 nm
(e)
(8)
(7)
tt 2a 30 40 50 6A 't0 80
20. гpaд
0 l 0 2 0 3 0 4 0 5 0 б 0 7 0 8 0 9 0
20''puд
Ф
Б
(6)
Pис. 1. !ифpактoгpaммьI oбpaзцов МaгIIеTиTa, сиЕТезирoBalrньrх жидк6фaзIIьIL,I MеToдoМ
ХК пpи TемIIеpaT}pr: 1 -20 "C,2 * 50 .C; поrгyнеIlIIЬtх сПoсoбoМ BTTФС пpи: .J _
з75 oC, (кaтионьl Fe'-^)' 4 - 150 + 375 "С, 1Fе3*;, 5 - 340 "С. (Fе3o ,Fr2*), о - sоо .с,
( F e " - ) , 7 _ 5 0 0 . C { N i . ' ' Е е , . ) , 8 - 4 5 0 o C с Е е , * ) , 9 - 5 2 0 o C , ( C o 2 n , F e з - 1 , 1 a _ 3 7 5 ' С
(aцетилaцетoнaт железa); обрaзцa сpaBliени,l Fе3o4.N.& A.IVI.I.-.
Нa pис. 2 пpиведеньr изобpаxсния и оooTBетстB}тoщие paсщеДеJlrния IIo paзAdеpa}t
oбpaзЦoB, сиIITrзIIpoBtlЕIIьD( мrTo.цоM ХК" Пpи ТеМIlеpaтypr рrzlкЦиo!{I{oгo paотвоpa 20 и
50 "С пол1uеньI ЧaсTицЬI сpr.Ц{еГo paзN,{ерa - 7'5 та - 11,0 TII{ сooТBетcтвенно. B [4]
)rKaзЬIBaеТсЯ' что нaиболее lro.цxoдящиМ paсцpe.цеJlеItиеlv{ qaсTиц П0 РaЗМеpaМ ЯBJlяэ1]ся
лoгapифмиvески нopIr{aльнoe. ,{ля обpaзцa 1 фис. 2) ему соOтBеTсTByет кpиBЕUI а, !ля eё
IIoсTрorIIиlI BзятьI эМIIиpI,FIеские пФaМrTpы: BзBеIIIeIiI{aя cpе,цIrjI'I apифмeтиuескaя - 8,7
ЕM и c сpедIrее кBa.цpaTическoе oTкJIоI{еHие _ 3'3 нм.
Ha pис' 3 пpeдстaвленьl микpoфoтогpaфии и сooТBетстB).loigде paспpeд{rлrllия IIo
pшМrрaN{ oбpaзцов, синTrзиpoBtlннrлс способом BTТФC. Темпеparypнq.BремrIIIIЬIе
I]apаA,1еTpы синTrзoB' N{aгIIиТIIЬIе I{ р€lзп,Iep}IЬIr xapaкТеpисTики пoщ4IеIlIlЬD( L4aтери€lл0в
IIpиBедеIIЬI в тaблице 1. Сзrедyет oTI\{rтиTь pа3ЛиIIие ме)кДy oбрaзцaми 3 и 4. T|pи
o.циI{aкoBЬIх coсТaBaх исхo'щIьD( кoМIIоIlеIIToB и зIIaЧеIIил( ]!-{aксимаЛЬIlЬD( Trt{IrеpaTyp
сиIlTезa морфолoгия и paсПре.целеIIия чЕlсTиц Пo рaзldеpаМ в oбpазцaх зItaчI,iTеЛьI{o
168
Fcзo4. 'N .& A.М l . ' '
gт'IlltЁlкtтся. Чaстицьr oбpазцa 3 имеroт p.tЗ]\,rеpЬI 15 _ 85 нм и бтlмода.гiЬI{or paспprДелеIll{е
irra Рtr]r.€paч с мaкcиIuy}l€l]\{и пpи 33 и 65 нм, a ЧасTицЬI сlбpaзцa 4 xaрaктеpиЗ}TотсЯ
Еrr-PФ.н oт 4 до 32 нм с MaкоиA4yмoltf рaсIlpе.цflIrния Iipи * 8 нм.
1 0 1 5
D' gл
o\
z
1 0 1 5
D, нм
Pуlc. 2. ПЭМ изобpa)кеIIи,I !I сoотBеTcTв)ЦoIциe paспpe.цrJIrlrия IIo paзп,Iеpaм l1aсTиц B
oбpазцax 1 и 2' II.лyчеIII{ьш },lеToдоn,l ХК пpи TеI\,IIIерaTypе 20 и 50 .С"
сooTBrTстBеI1но. lIля обpaзцa 1 эмпиpиvескor рaсПредеJirние aIIIIрoксиl4иpOBaЦg
логщифмиuеcl${ нopМаJIЬIrЬIм p.lспреДrЛеIll{еМ _ кpIitBа'I 4.
Кpоме Tогo, B обpaзце 4'raстицьr xapaкTеpI{oГo рiшh{rpa * 8 нм объединеньr в
;i.lo\rеpaTьi средIlеlю paзтuеpa - ,74
llм' Умеlrъrпение paзfl4еpов чacTиц в обpaзце 4 по
iг3tst{ен}'ro с обpазuом J вьlзьшaет poст$л oт27 Дo З6.8 мzlг и yllrенЬшIeние 3}laче}1ия бs
tlr 67.5 дo 62,| I.с см,/г. Стoль знaчиТеJlьIloе рЕBлI.г.lие в стрylсгypе мaTеpиtL1оB
rxiъясt{яеТся, BеpoяTtIo'^IlрoBедеЕItrМ ПpeДBариTеJIьIrой TrpN-{ической обpaботкw a6paзцa 4
пpll Те\,{перaT}pе 150 "С, кoToр.U{ ytr,rенЬIцaеТ IiрoцrIrTIrое сo.цеpхt.Ц{иs BoдЬl B oбpазце
,:.F_J BьIсoкoTе}dIIерa]ypIrOй ста'I{I,rей сиt{тезa. Taкr,rм oбpaзоМ, обpaзец 4, пoл1^lентrьrй
v.:ti..!a\{ твеpдофазногo сиIIТrЗa, сOстOLIT IIз чaстиI{ сprДЕеI'o рaзh{ерa Лщц - 8 тIм.'jд.:т.:tьt
Тaкoго м€lп0l'o рaзмеpa lтoЛy{a}oT' кaк Пpaвилo, B IIpоцессе rкидкофазногo
с!Етgl.]
().tt:rlй IIз отличиTеJIьIrьD( хapaKТrpисTик с'Пoсобa BТТФС fio срaBнеIlиIo с
i'rф6:]llьL\{ t{етo.цoМ ХК явrrяется сoсТoяIIие IIoBеpхItOсТи' сиЕТеЗиpoBaIiIIЬD( чaстI{ц.
IlorФr*trсть чaстI{Ц Fезoa, шол1^rеI{Ilь[х сПооoбом BTTФС, oбедневa B oTJrиIIиr oT
Iloвсpх}loстrr частиц' сиriTrзиpoBallнъо< жидкофазI{ьIтu ь,1еTo,цoМ ХК, гидрoксиJIЬIlЬ]I\,!и
169
гpyПIltlми и сoдеpяtиT Т€lк}кe aтoмьI }сеJIeза' кoтopьIе яBJUIIоTся эффективньши
кoмплeксooбpазoвaтелllми' чтo в€DкtIo,цля дальнейrпей ф1тIкциaлизaцI.rи пoвepxЕости.
(10)
Fе3o4.т\Т.& A.М.I."
Pис.3. ПЭМ изобpаrкения и сooтBсTстByющI{r pacПpсДелrlrия IIo paзIцrpaм ЧaсTTIц
oбpaзцoB 3,4' 10 и обpaзцa с.p:IBIIеIII,UI Fе3o4.1{.& A.М.I.'
Мargитные [rзI}tереIIиЯ IIoк!}зaJIи' тго обpaзцьI 1 п 2, cшIтeз[rpoв.lЕIlЬIе I\{eTо'цoм
ХК, хapaктеpl,IЗyloTся зIIaчеIIItямI.l кoэрIplтиBHoй сильr I{" |5 и 40 Э и y.Цeпьнoй
t7a
s 16
n l Zz
в 8
4
s 3 0
) r o
.- 10
0
2
Fе3O4 ,'N.& А'M.
40
l
!
ойЕ-Цстrr нaсьIlцеIiиlI os 54,9 И 6З,9 Гс см] /г, сoоТветственно. Мaтеpиa.riьl,
ft;{rit: сoсобorr BТTФр, яBJIяIOтся \4aгниТoтBеpДЬIMи сo знaЧrЕrfflil,tpl 11" от З01 до
r{ J. q or .f :o 90 Гс . см'/г (см' r'aблищy).
[lзr:rr гrrстеpезисa МaгIII.iтIloгo I\4оMеI{тa обpaзшoв IIpI,'BеДеI{ЬI нapиc. 4.
Gpшсu {' (p".. 4) изj\{еpЯЛI4 B i]aМaгничиBatоIIiе]\d гIоЛе, нaп,!]aвЛеIilli}i\d
{f!шэ-]ьнo (Ёl.) и tlоpмaльi{O {Ii-) к IтлoскoсTи oбpaзцa. Рaздичие Bе.].Iичиil y,цедьгiой
Eвxt.сtltiости oбpaзцa ДnЯ paз]IиIiI]ьIx ЕaIIpaBJIений rraмaгничиBaioщегo поля (pис' ,x,
с6с встaвкa)'' объясняется paзJlич}lЬil\l пoToкoсцепJTrrtиеM' a paЗJlиЦra;l формa
ъ:.зi.Ci{\lt)C]ё!i o(tl') и a(IIL) _ взаимодейотBilrп{ чaстиц.
!] тaблrrце I]pивr.цеIIьr теМIlrрaТypЁIo-Bреh4еIi}IЬ]e IlapaМеTрЬi синTеЗ0B. зъlaueния lI,
, .. .Ii:lтез}{рoBaнIJЬIx о6pазшов и oбpaзцa сpaBЕrния. .{aньl тaкrт<е з}laчrЕiия cpедцегO
..:.Ч.: j чaсТ!rц в обpазЦeх, IIoЛyчеlIItЬIе трrп4Я ЕеЗaвисиt{ЬtМи i{етo.Ца-\4и: Лxно -
.:{t {;l l аltI{ЬIl гI0 фоpмyле lllеpреpa по ДaнЕьIь{ PФA, Д5 * paccЧиTal{I{ЬIr из
-t!:.lс;ll\{сIlTaЛьI{ЬD( знaчеттий llЛoщa,ци yдельноli I]0BrpХЕoсTI1 и Лпэм _ опpеделёнIrьiе по
g.r!.i{\{vмal\4 paсПpеДffIеIIий rlaстиц I1о paзL,Iерaм) кoTОpЬIg, B cBo}o очrpе.ць' IIoJiyчеIIьI B
х]..-lЬтaте сTaТисTичеcкoй обpaботкrт сooTBеТсTByIоrциx изобpaжений ПЭ]Vi.
Следyет oTМrтI4TЬ, uто обpазец 10 хapaктеpиЗуеTсЯ нaибольдrим знauением Su;..-}:oт
pезyлЬTaТ, Boзil{o}кЕo, oбЪясняе.гся теМ, чTo гIpl{ си}lTеЗе обpaзцa, в oTЛичие oт
t\-Т&-IЪЕlЬIХ обpaзцoв, {IpI4МеI{ялиcь 1to},{IтjtrексIiь]е сoоДинеЕия )ltеЛезa. По дaнrrым ПЭМ
;р:нtlй paЗh.{еp чaсTиЦ oбpaзцa - 25 ъlм. Bьlсокaя ,ци0IIеpсТ{0сТь oбъясняеТ Малoе
;i{aчеI{иr оs IIoлyЕIеIlIloгo ]\4aTериaЛa.
Кo эpцu'r,пuвн ая с xul а.
I\{aкpоскопическal{ ферpо- и;tи ферpимaГниTнaя чaсTт{цa обладaет домеirной
;тp,l.'кryрoй, Пр{)IIесс её пеpеt{aгEиЧиBai{Iztя Itpoисxo.циТ B ocI{oBIlON{ IioсprдсTBOМ
J\lеrцеI{ия Дo},IrЕI{ЬIХ грal{till, чTo oбYсловлlдвaеТ x{еBьlL]oкиr ЗI{ачеIlиЯ I'I,. При
\ \lеIIьlIIеIlиIi рaЗ\{ерa чaсTi{ЦЬI реаJIизyrTся оДrtсtДoN{rl{itoе сосToяItие' кoToрoе
\apeкTеpиЗyrTс,r МaксиМ;lr'тЬIloЙ l!'" ПOс:I{ОJIькy Ilrpri!{aГЕичивaЁие oсyщесTBJ]яется
вpaщgтlиеI\{ h{tlгнIlт}I0Гo i\{oп{енTa чacтицьI.
.{ля кaждого феpро. и ферpимаггrеTикa с'yщесТвyrт криTический рaЗA{rp' ни)i{r
кoТoрoГo rгo чacTицьI стaнOBятcя o.цlio.цoNfеIiRъIМи.
Кpити.rеский рaЗМrp o/{I{oj1oh{rннocTи (d"p} IIри кor'{нaтttой темпеpa.гyре и
сooтBеTсTByIoщaя еъ{y 1d", опpеде':rеI{I{ЬIе эксЕrpиMеЕТ:lJ{ЬI{o дlrя феppoмaгI{етI,tKoB жеJIеЗa,
ниIIеJбI и кобaцьтa сocTaBлЯ}oT' сooТBеTсTtsеIIно, 14_ l8 нм (650 Э) [1], - 78 rrм (290Э)уr-
20 нм (560 Э) [2i], a для феppимaГI{еТикa FезО+ - > 50 нм {з75-44О Э) {221.
Гlри дa;тьнейI[е}l yМеI{Ьшrr}iии рaЗМrрa ЧacТI.tцЬI .цo ЗI{aчения' сooТBrтстBуTorцего
сiIIеpIIaрaМaгIIIIТ}iОМy llpеДrЛy (dq,), H" бьrстpо }ъ{rHЬIIIaеТся дo I{}'ЛЯ I,lЗ.Зa BoзрaсTaIIи'{
poЛи теt{ЛoЕьIx фл-r,ктyaций. ЧастиЦa.циar'цетpом @ пpи yслoвии c"у, < D 1 dкpt|nхОДLlTaЯ'
в феppипlaгнI.IтЕIol,f блоt<ироваянoМ сoсToяIIиии' a прIi yсловии do . D 3 dq, {d6 -
ферромaгнитньй пpеде.u) - B cyI]rргIaрa!Iaг}{I41'ttоМ сocToянии. Aнсaмбль чaсТиц,
IlaхoДE-IiI,iХся B сyIlерIIapaмal.IlитIloilt сoсToя1lии, имеет безгис.геpезисньlй вид кpивой
Пi:prNlaГII[IчиBaтIия 'I) с.IIе/{oBaT9J1ЬI{o' нy.тIеBьIr зцaче}ll{я H, и остaточriой
i]a\taгI{ичrIIIIости (М,). Чaстицa с D 1dс, теpяr,г феppомal.нltтllьlе свойствa.
Пo литеpaтypt.Ьi},{ и I{aIIIиNI l]€шIIlьIМ [loсTpoеIla ЗaвI{сиi\4oсТЬ H"(D) фиc" 5) дл'
-rllопеpсий lviaгI{етитa пpи теМIlерaтypе 300 К, гДе -D _ сpедlий ДI,IaМе,rp чaсTицьl' Ha pис.
i. кроме эксIIерl4МеIlТaIIьHoгo знaчеIIия d*u , пpиведенЬt Tеоprтичеgкl'е зBaЧения d"- тl. d6.
I t t
L I l
-10 € € 4 -2
(8)
80
H = 3 0 1 Э
40
500
/ю0
з00
200
,lФ
:4500с
-r0-8 -6 -4 -2 z 4 6 8 10
H, кЭ
Pшс. 4. Петли гистеpезI.Iсa мaгЕитIloгo
},lol\,tеIlTa oбpазцoв. oбpaзец 1
paсПоJI€[aJIи B Ea]\{aгIIЕtIи-
BaIощем пoле IIaпpaвJIеEI{ol{
TaпrcЕЦи.}JIЬнo (нu) Е lropмa-
JЬIIо (HL) к плoскoсTи
oбpaзцa' oстшrьньtе oбpaзшr
иЗI\drp.EJIи B ПoЛr н''.
HoЭ
172
^ .l .Рo} ^
- . t r t t t r l
I
a
A
a
t
Р3l
Pпс.5.3aвисимoсть кoэрцитиBfloй силы
oT Дll€lмеTpa чaстиц B ls{сIIеpс}Uгх
Fe3oa пpи TrмIlrpaтypr 300 К по
Jп{тrpaЧ.pньIh{, и I{яIпLIм (ДqrD '
&lэм ).цaIIньIм.
сlФ
70 8о
D, шrr
o' Гс емЪ
Hс=414Э
-t0-8 4 4 -2
Hс:356 Э
т*:150+5000с
-10.8 € .4
Т{ш. i сrг*.рацpнc. вpеченll Ьl е пapaметpЬI сиliтеЗoB, мaгI{иTнЬIr и oaзпIеDItЬIе
_ lT1IЦЕ!:Jи..кI]
ljl ,--*. (. I]' Э
Io- l }ченн
os.
l Г с
I ? ,
| сМ"/г
'Iх алоB и oopaЗцa с |.4Я'
M,/M, Dхnг',,
TtN'
Ds",
цМ
])пэl,ь
ЕI{
AД. нм , ,уo.' 1 ,М-/г
j 0 * 1 5
I rн:
5 4 q
(r!:)
0,09 I r t a t2 1 1 ' ) 92
4\) bЗ'9 С},09| 1 1 , 0 i l 2-2З
4зb 6't s 0,38l 3 1 ,0 43 33 (б5) I 5-85 77,tt0
- 1 5 0 - J 6 l 62.1 r- l t{l ) q o - 1
J I I (74) 3б'80
_i00 з80** 84"7 r 1 .0 .18 l f 5-60 24'ОО
! +_)u
*
-
156*529
301 90.0 О,2(}139.0 l э 2О-150 21,40
310* 38,0 48 24"?,{}
I
1-
-175 414 . + l - / 0.3 iб 30.0 !) 25 10-40 127,4З
5U+5{J{J356 О'312 38.0 5B 19.84
5OCI 3з2** 89,1 40,0 81 t 4-21
Fеjo4.T'i.&
\.М.I.' '
225** 82.З 27 "A З4 a о
l ,o r 0-45 З4,0a
llрo'цоJlжliТелЬltoсть cl{llтеЗa обрaзцa ll состaвлялa tr ч. a дo в"** остtшьньш - 2 ч* oзнaЧеflIIЯ IIG.I!\ЧеI{ЬI иЗ ча0тIIЬIХ I]rТrJIЬ гIiсTеpезисa;
Д,{aN{еTp B liреДllo-Цo}Itеi{иt1 oДи}iaТ{oBЬiХ чagТиЦ вь]чllс.rlЯЛи1 Rpип4rltя,
сcoTI{oшrI-IIlе [3] ,s: 6 l{p S'). I,це р - fl;IoTтlog.Гь МarнетиTa.
+***обрaзец j0 поlу"rен ТrрМo"ЦliЗoм ацеTIiлaцеToIJaTa }келrЗa, обpазцьi 3,4' 6,8, g'
4]? -gpщ9дЦ99цдgyс}ioi{цсЛоI.o l(елrЗa't !:-!1
I{аrпаzнuч eннoсm ь нсlc ьt|t,!,lенLrя.
Hамагни*еннoсTЬ i{aсЬIrцеIlия М.шIЬIх ЧaсTиц I{иI(rля и )fiеЛеЗa пoIlt.]I(aеTся IIрI{
\.МеI{ьLIIеI{ии ю( рaзМеpa [21]. Уменьштеllие её зItaчения cТaнoBIаTсЯ зa]vieТ}IЬIN4 Дnя чaсTI4ц
t{икедЯ Ds125 н]\{" Д,IIll чaсTIdI{ jкеЛезa ДS98 rrм [3]. Удеrrьнaя I{aп4aГI{I{чеIItIocТь
нaсЬIЩеFrия (?::.у",,,' тДe p - плотнoсть) h4oнoi(рисTаJ1лa l4aгЕrTитa при 300 К состaвдяет_ уl Iс"сru-/г [9J. Aвтоpaми i]aбoТЬI |23] бььти сиI{TrЗиpoBaт{ЬI [,tоi{o.циспrрсии Чaстиц
ldаГIlеTиTa к5lбитеской
Ф^ogy' О paЗМеpaМlr pеlpa 7,5, |5, и Зa нм. Зuaчени"' o, ..u""oц *
мotlо.цисilеpсиЯх IIPI{ З00 К состaвJUIли' сooTBеTсTBе}IЕlo! 40, 80 и 82 Гс . см3/г."B paботе
[15j пo-пyвеньr сфеpинескиr чaсTI{t{ЬI il4aгI{етI,IТa ДиaI\{rTpОL, 10.0 + ?,8 тrъ'i и i4,6 * 3,2 ',lм t:
Gs' сooтBеТcTBrfiI{ll' 65 уt,|4 Гс ' смз/г, а в рa6оте [25] методoм Хк при теьtпеparyре 70 "СiIoсЛе Iи.ДрoTеpN{}lческoгo воз.цействия в aBToкJIaBе пОл)пIеI-IЬI кaк небольrш"i, д,u'*,po*
12 + 2 ЕIjri" ТffK и бoлее кp}r]rl{Ьrе. дIraМeTpоh{ 40*
.5
n*' чaстицьI NIaгнеTиTa с оs,
с00.гBеTсTBеI]но, 59,8 и 82,5 Гс . смз/г. o,xriцм из обьяснений yменьiиеIIия BелиЧи}IЬ] оs
i]pи уМеliЬtIIеI{иI{ paзMrpa чaстиr{ яBЛЯеТся pазGpиеЦТaцItl{ маг}lиTIiьIх ]llojlrенToB aТоN{oB Buaстицаx [1].
Arraдllз nup*n::p::^
oгIеТrль
гисTеpез}lсa ITоЗB.ляеT oI1реДелигЬ интrрвiшI
]]МПеP]1rn.сиЕТeзa
(450-500 'С). пpи Кo'гoрЬlx обpазuьl Хаpaктеp}lзуЮТся знaЧение]\l оs :
6у '.. уv -l с сh4-/г, oлизки\{ к ЗЦaчеIll1iо J{л,I }"{aссиBJIoгo МarнеTиTa Цpи комтiaтной
те}4IIеpaTypе. (pтас.4, обp" 8),
Зависимость оTIloсиТеJtьI{ой oстaточной rraмaгничеIllIосТи M./]uI, o't рllзI\{epa ДJIя}{aЦЬIx чaсTиц )кеJIезa' н!{ке'Iя и кобальтa пpсlxО.циT чеpеЗ Ntaкcиb{yft4 вб;rизи
сooTвrTсTByIoщего ЗнaчеI{иЯ flеP t3]. Мaксиьrальньlм зI{aЧетII.lе[,{ M/ful, 0.з81
1 1 1
t t . )
хapaкTеpизyrTся oбрaзrц.l, пolгyченньй спосoбoм BTTФс пpи TrмIlеpaтypе синтезa 375
"C, cpедuий paзмеp чaсTиц кoTopoгo пo дaIIньIм дифpaкциoнIlогo l4еTo.цa .* 31 им, a
сoгJlaснo изoбрaженияr,t элeктpoннoй микpoскollии - З3 нм.
Bьrвoдьr
Paзpaбoтaн спoсоб вЬIсoкoTемIIrрaTypнoго твеpДофaзногo сI1шIТеЗа' пoзвoллoщий
IIoлrIaTь феppимaгнитпые ЧaстиЦьI l\{aПleтиTa зa.цaяЕoгo paзт\,rеpa в oблaсти 25 - 75 llмl
кyбиvескoй сTрyкTypьI IIIЦI.IHелII сo 3пaчrниЯ1\4ll yдеJIьЕoй IIoBrpюloсTи oт 15 .цo
127 м(/т.
oпpедeленьr зIIaчeI{и,I TеI{перaТyp с}IIlТезa (450*500 ,С), пpи кoтopьD( oбpaзцьI
xapaктrpиЗylотсЯ зIIaчеIIием o. (300 К) = вs ... 90 Гс см,/г, тгo б.тпrзко по BеJIIТIIине к
IIpe.цеJIьI{oмy.цJтя I!{еtгнеТиTa ЗIIaчеIIиIo o' (300 К) = gz Гс см,/г.
Ha oснoве praкЦlrи xимической кoЦденс€tIIии paзpaботaнa меТoдикa' IIoзBoJUIIощ.UI
сиI{TrЗирoBaть сytlеpгIaрaмaгIrитtlьIe ЧaсlицЬI KоIITpоJIиpyeMoгo наибoлее BepoЯTнoгo
paзМеpa от 7,5 .Цо 11'0 нм, облaдaлоIцие ЗнaчеI{ияь{I{ o., от 53,9 Дo 6З,9 Гс см,/г.
Оптимaльнььди MaгTrиToyпp€tвJI'IrмьIми IIoсиTеjtяIvlI{ JIекapстBеIrньD( Ilprпapamв
\,rоГyT BЬIстyцaть феppимaгниTнЬIе чaсTицы мzlгIIrTиTa paЗмepoм з0 - 75 нм' кoTopьIе Пo
cp€lBI{еI{иIо с сyIIеpпapамЕlгI{иТItьIми чagtЕц€lми pt}ЗМеpa 7,5 - |1 rш имеrот IlаМHОгo
бoльrшпl oбъём и бoльrпее зЕaчrпиe о..
Литеpaтypa
1. МaгнитньIе IIaIIoчaсTицьI: R{етo.Щ ПощЕIеIII{,{' сTpоrнI!е ll свойства / C.П. Гyбин, Ю.A.
Кокrшapов, Г.Б. Хoмyтoв, Г.Ю. Юpкoв |l Уcгreхи xиl{иI{. - 2aa5.- T' ,|4, ]'.lb 4. _
С.5з9-574.
Пyл Ч., Оyэнс Ф. HaнотеxнoJIoГии. - М.: 'Гехнoсфеpa,
2004. _ 327 c.
Гусeв A.И. HaвомaтepиaJlЬi' IlaнoсTpylffypьI) ItаJloTехI{oJIoги}i. - М.: Физмaтлит,
2005' _ 410 с.
l{анoкомпoзI{тьI меДикo.биологическогo IlaзнaчeIIия I{a осIloBr yJrьтpa'цисIIrрсIIoгo
IllагIlетI,ITa l A.П. ITTпшq П.П. Гоpбик, B.Ф" Чех1тl, Л.Г. Гpетко, И.B. {yбpовин, A.Л.
Петpaповскaя, Л.Ю. Bеpryн, o'М' Кopдубaн, Л. Б. JIеpмaн /l ФtIзпкoхпмуця
IIaEoМaTepиaJIoB I,I с5пrpaмoЛrкyляpЕьtx с!рyкт}p. _ Киeв: Hayк. дyмка" -2007. _T.1.
c. 45 - 87.
Moжливiстъ BикopIIсTaIIIlя мaгнiттrиx нaIIoЧaсTиIIoк як зaсобЬ Tpaliспoрт.У i
yтpиIv{aНIrl лiкapськиx шpепapaтЬ в opгarroмirшеяi l Л.Г. Гpешtо, П.П. Гоpбик, Л.Б.
Леpмarr, o.o. Чyйкo ll !oп. HAH Ущаiнуl._2006. _Ns 2' _ с. l81 * 185.
ПpeвpaЩение чaстиц yЛьTpaдI{сIIеpсI{oгo пopoЦIкa )кеJIезa B opг.fiIиз]''{е / T"A.
Бaйryкалов, FI'H. Глyшенкo И.П. oльхoвскaя ul дp, /{ Тp. 11 Междyнap' ГIлесской
кoнф. пo МaгI{IiтItЬIм )Iflil{кoстяМ. _ Ивaвoвo: иГЭУ, 2004' *С.276'280.
Кpинник Г.C. Физикa МaгнI.tтIlЬD( явдений. _ М.: Из.ц.вo Мoск. yн.та, 1985. -336 с.
,{оpфмar Я.Г' Мaгпитlтьtе свойствa и сTpoeIIие BещестBa. _ М. 1955. -З76 c'
TaблиЦьr физиueских BеЛI{чIlIl / Пoд pед. И.К. Кикoиlтa. _ M.: Aтомиздaт, 1976. -
1006 о.
l0. Vеrvеy Е.J.W. l Еlеоtrоniс Condцсtion of Мagnеtite (Fезo+) and its Тrаnsition Рoint at
Lоw Tеmpеratures // Naturе (Lоndoф. _ 19з9. _ v. 1 44. - P' 327 - 328.
11. Ramаn study aсrоss Vеrwеy transition оf еpitахial Fе3oa thftr films on Мgo (l00)
substrаtе gгorпn by pulsеd lasеr dеpоsifioп / D.М. Phasе, Shailja Tiwari' Ram Рrаkаsh,
Aditi Dubеy, V.G. Sathe and R.J. Chоudhary ll I. Аppl. Phys. _ 20a6, - v. 100. _
P. p37aз.F|2З70з-5'
12' Еlmorе W. C. / Fеrromщnetiс Collоid fоr Studying Мagnetiс Struсturеs // Рhys. Rеv. -
l938. _v. 54. Р' 309_310.
t'|4
2 .
з ,
4.
7.
8.
9.
13. Бсpковский Б.М., МеДве,цев B.Ф', Кpaков М.С. МaгвитIIьIе х{идкoсти.- М': Химия, _
1989. -239 c.
l.l. Hикoлaев B.И., [IIипилЧI A.М:: Зaxaрoвa I4.I1, loб оценке paЗe{rрoB l{.li{очaсTиц спo}lolщIо эффектa Мессбayэpa // Фvтзцкa твёpд. телa. - 200l. -^T. 43, Nq. 8' _ С. 1455-
t457.
15. Moдифицировaние IIoBеpш{oсти IiaнoкpисTaJIлr.IЧеского }laгIlеTитa иЗoПpoIIилaToI\,
a'IIoМиiIIlя l А.II, Пещaловскaя, ,{.Г. Уоoв, H.B. Aбpaмoв, К).О. [емuЁнко, П.П.Гopбик, o.М. Коpдyбatl l/ Хnм:ия. физикa и тrх}IoJloгия пoBrpХItoсTи: Межве,ц. Сб.Hayт. Тp. ИXП шм. A.A. Чyйко НАI{ Укpaиньr. - К.: нayo. дЬna,2a07. - Лъ lз. _
С .310_32 i .
l6. Тhaсh C.V., FIai N.Н., Сhau N. / Sizе Contrоllеd Мagnеtitе Nanоpartiсiеs and Thеiт DrшgLoading Ability // Jоumal оf thе Korеаn Phys. Soс. - iоов. - v. 5i, Nq. 5. - P. lз32-lз35.
l 7. Cинтез и свoйствa МaгI{итoЧyсTBиTrльньrх нaЕoкомIroзиToв нa осI{OBе oкси.цоB )кеjlезa
и крr}IIrия / H"B. Бopисенкo, B.М. Богaтьrpев, И.B. Дyбpoвин, H.B. Aбрамoв, М.B.Гaевaя, П'Il. Гopбик // Фrтзикaхим}IЯ н€шIоl'aтеpиaлoв и сytIр€lмoJIЕкyJiярI{ьrх стpyкTyр- К.: Hayк. дyluкa' 2007 ' _ T. l. _ С. з94406.
18. Гоpбик П.П., ffyбpовин tr{.B,. Филонецко Ir,I.H / КpиосинтrЗ .Д}I'.цоL{е}I}IЬD( чaсTиц
М€lгIIетиTa ll Тp. хI]Idaциотr. Конф. по pосTy кpисTaЛ"гroв. _ Москв a. _ 20a6. - С. 412.19. opaнскaя Е.И.' Гоpникoв Ю.И.. Фесенко T.ts. / AвтомaтизиpoBaIIн{ш мrтo.цикa
ollprДелrния сpе.цIrих paз]\{rрoB кpисTал.ЦитoB IIoликрисТElJIЛичrскиx твеpдьrх тел //3aв' дaб. _ |994, - T, 60. - J'lb1. - С. 28.
20. Sсhеrrеr Р. / Bеstirnmung dеr Grцssе und innеrеn stluktur von Kollоictеiiсhen mittеls
Rдntgеnstrаhlen. Naсhг. // Gеs. Wiss. Gцttingеn, Math.-Phys. Kl. 19t8. Bd. 2, s. 9s.100.
21. Непийко С.A. Физичесrсие свойствa ]r{€шIЬD( меT€t'TJlIдIrскI{х чaсTиЦ. - К.: Haщ. /цyl,v{кa.- 1985. *246 c.
22. Биогенньй I{aПlетI{Т и мitгниTореЦегIцI,tя / Пoд pед. .{;к. Киprшвик. - М': Миp. - 1990._ Т . 1 . - 5 9 0 с .
23. Synthеsis and magnеtiс prоpеrtiеs оf monоdispеrsе magnеtitе nаnoсubеs /I1ыtao Yalg еtaI. il J. Аpp|. Phys. _2008. _t003' -P.07D526-147D516-з.
24' Кoтов Е.П., Рyденкo M.И. Hооителtl магпитнoй зaIIиси. М.: Рaдиo и сBЯзЬ. - 1990. -
384 с.
2.5. Ну-drоthеrmal Sinthеsis.оf Мonоdispеrsе Мagnеtitс Nаnоpartiсlеs / T.J. Dаоu, G. Роurrоy,
S. Bеgin-Соlin еt al. lt Сhem. Мatеr. _ 2ОО6. -v' 18. - P. 43 994404,
РIAгIIITIII BЛAC T}IB oс TI IIAн0ЧAсT}Iн0К Fе3 Оa,
OДEP}I{AI{I{х PЦI{ЕIrro- I TBЕРДOФAЗIiI4M eинTЕЗoй
П.II. Гoрбик, B.М. Мiщешкоo М.B. Aбрaмoв,.{.Г. Усов,
Io.шI. Tpoщенков*
Iнсmumуm хiмii naвеpхнi iм. О,О. ЧуЙкa ItАH Укpаtttu' вул. Генеpакl Наумrlва i7,
03 tr 64 Кutв-{ б4, Укpаtна"Iнсmumуm маzнemuзму IIАH i MОI{ Укpаtltu-, 6ульв. Bеpнвdcькozo 3б-б, 0З142
Кuiв-]42, Укpаtнrl
flослilэrcенo л,tаeнimнi влаcmuвоcmi нaнoчасmuнoк Fе3Оa Оoеpцсанuх лцеrnodoм
хLltiчнot кoнdенсацii (XК)
ry!:ry,цiальнo poзpoЪllенuм ,no,oбo''
"uс{)кomемnеpamwlraеomвеpdoфазнo?О curflnеЗу
-,qу9||' 'якuЙ
epунmуtmься |1сl poзкпаdаннi сoлi чu сулliulico.lеЙ,якi лаiсlnяmь ioнu Fe,*, Fе'* i кpuсmaлiзацiЙну вodу' B poбoшi булс, вuкaptlсmанto
175
л4emodu pенm3еt|iвcькo?o фазoвoеo анaоiзу еФА)' mpанcмiciйнot eЛекmpoнtlol мфocкonii
(ГEI,l) iЪазaвoi Йсopбцii. Маzнitпtti хаpаI<rnеpucmuкu вuвчdL,tu зa donoмozolo вiбpацiйнozo
,uа?нimoц4empа Mеmodolьl XК булo oИp|L|vaнo ducпеpcii чаcmuнoк FеjОa cеpеdнъoeo
poзлtф вid 7,5 do ]I tttt't, cnocoбoм BTTФC _ cеpеdньoza poзмipу вiD 25 do 75 нм.
Пoкaзанo, щo npu шеJ''пеpamуpах сuнИеЗу 450-500 "С фopм1лomьcя odнodoлleннi
чсIспuнкu FезОl зi l'rсtчен|tЯJ4 numoмoi налааzнiченoсmi насuчення, блuзькllм do значrння
dля лlаcuв н o еo ]'|а2I' r Шшnу.
IVIAGNЕTIC PROPЕ'RтIES oF TIIE NANO.PARTIсLЕ
OF Fе3oa, OBTAINЕD BY TI{Е LIQUID- AND SOLID.PIIASЕ
sYNTIIЕsIs
P.P. GorbуЬ v.N. Мishсhrnkо, N.V. Abramоv, D.G. Usоv, Yu.N.
Troshеhenkov*
Сhuikо Institutе of Suфсе Сhеmistry of Nаtionаl Аcаdeпу of Sсiences of Ulсrаinе
Gеnеrаl Nаumoу Str., 17, 03I64 Kуiv -164, Ubаinе
*Institute of Magnеtistп of Nаtionоl cadепу of Sciепces of Ulсаiпе
Vеrnаdslrogo Ауenue, 36-b, 03142 Kуiv-142, Ufuаinе
Thе rпаgnеtic propеrtiеs of thе nаrlo-pаrticlе o! nаgnetitе' obtаinеd bу thе method of chеmicаl
coпdellsоtioп(СhС)
-ond
spеciаlф dеvе|oped proсеdurе of hiф tеmpеrаtllrе solid-phаsе sуnthesis
(I{TSPhS) аrе inwstigаtеd. Thе tес|miquе of solid stаtе sУnthеsi,s of mаgnе1itе nanopаrticlеs bаsеd on
deеomposition to oftе or miхturе of sаlts, contаining Fе"*, Fе't ioпs аnd crystаllizatian .|$аtеf, wаs
propoiеd. Thе X-rау аna|уsis, Trаnswission Electroп пiеroscapу md gas adsorption rnеthod wеrе
.usid.
Mаgпеtic chаrаcteris|ics wеre studiеd bу а vibrаtion mаgnеtomrtеr. Bу thе СhС mеthod the
dispеrsiins of thе pаrticlеs FeзОl аrе collесted medium-sizеd from 7,5 to I] nm, bу the
IITSP\S шеthod - mеdiшm-sizеd from 25 to 75 пm. It wаs sholуn thа аt thе sуnthеsis tе|nperаhrrеs
of 45a-500 "С thе singlе domаin of Fе3Оa pаrticles with specific mаgrtеtizаtion Sаt\tаtion nеаr Io Ihe
mвimшn for mаgnrtite vаluе arе forтned.
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-374 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:42Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/a4/2fddc548c0e12c9358e6ae6cb9d9b3a4.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3742018-11-27T09:39:36Z Magnetic properties of the nano-particle of Fe3O4, obtained by the liquid- and solid-phase synthesis Магнитные свойства наночастиц Fе3O4, полученных жидко- и твердофазным синтезом Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом Gorbyk, P. P. Mishchenko, V. N. Abramov, N. V. Usov, D. G. Troshchenkov, Yu. N. The magnetic properties of the nano-particle of magnetite, obtained by the method of chemical condensation(ChC) and specially developed procedure of high temperature solid-phase synthesis (HTSPhS) are investigated. The technique of solid state synthesis of magnetite ncmoparticles based on decomposition to one or mixture of salts, containing Fe2+, Fe3+ ions and crystallization water, was proposed. The X-ray analysis, Transmission Electron microscopy and gas adsorption method were used Magnetic characteristics were studied by a vibration magnetometer. By the ChC method the dispersions of the particles Fe3О4 are collected medium-sized from 7,5 to 11 nm, by the HTSPhS method — medium-sized from 25 to 75 nm. It was shown that at the synthesis temperatures of 450-500 °C the single domain of Fe304 particles with specific magnetization saturation near to the maximum for magnetite value are formed. Исследованы магнитные свойства наночастиц магнетита, полученных методом химической конденсации (ХК) и специально разработанным способом высокотемпературного твердофазного синтеза (ВТТФС), который основан на разложении соли ши смеси солей, содержащих ионы Fe2+, Fe3+ и кристаллизационную воду. В работе применяли методы рентгеновского фазового анализа (РФА), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и газовой адсорбции. Магнитные характеристики измеряли с помощью вибрационного магнитометра. Методом ХК получены дисперсии частиц Fe304 наиболее вероятного размера от 7,5 до 11 нм, способом ВТТФС - от 25 до 75 нм. Показано, что при температурах синтеза 450-500 °С, образуются наночастицы Fe3O4 со значением удельной намагниченности насыщения (as), близким к значению для массивного магнетита. Досліджено магнітні властивості напочастинок Fe3O4 одержаних методом хімічної конденсації (ХК) та спеціально розробленим способом високотемпературного твердофазного синтезу (ВТТФС), який грунтується на розкладанні солі чи суміші солей,які містять іони Fe2+, Fe3+ і кристалізаційну воду. В роботі було використано методи рентгенівського фазового аналізу (РФА), трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ) і газової адсорбції. Магнітні характеристики вивчачи за допомогою вібраційного магнітометра Методом ХК було отримано дисперсії частинок Fe3O4 середнього розміру від 7,5 до 11 нм, способом ВТТФС - середнього розміру від 25 до 75 нм. Показано, що при температурах синтезу 450-500 °С формуються однодоменні частинки Fe3O4 зі значенням питомої намагніченості насичення, близьким до значення для масивного магнетиту. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/374 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 165-176 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 165-176 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 165-176 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/374/371 Авторське право (c) 2009 P.P. Gorbyk V.N. Mishchenko, N.V. Abramov, D.G. Usov, Yu.N. Troshchenkov |
| spellingShingle | Gorbyk, P. P. Mishchenko, V. N. Abramov, N. V. Usov, D. G. Troshchenkov, Yu. N. Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| title | Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| title_alt | Magnetic properties of the nano-particle of Fe3O4, obtained by the liquid- and solid-phase synthesis Магнитные свойства наночастиц Fе3O4, полученных жидко- и твердофазным синтезом |
| title_full | Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| title_fullStr | Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| title_full_unstemmed | Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| title_short | Магнітні властивості наночастинок FeЗO4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| title_sort | магнітні властивості наночастинок feзo4, одержаних рідинно- і твердофазним синтезом |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/374 |
| work_keys_str_mv | AT gorbykpp magneticpropertiesofthenanoparticleoffe3o4obtainedbytheliquidandsolidphasesynthesis AT mishchenkovn magneticpropertiesofthenanoparticleoffe3o4obtainedbytheliquidandsolidphasesynthesis AT abramovnv magneticpropertiesofthenanoparticleoffe3o4obtainedbytheliquidandsolidphasesynthesis AT usovdg magneticpropertiesofthenanoparticleoffe3o4obtainedbytheliquidandsolidphasesynthesis AT troshchenkovyun magneticpropertiesofthenanoparticleoffe3o4obtainedbytheliquidandsolidphasesynthesis AT gorbykpp magnitnyesvojstvananočasticfe3o4polučennyhžidkoitverdofaznymsintezom AT mishchenkovn magnitnyesvojstvananočasticfe3o4polučennyhžidkoitverdofaznymsintezom AT abramovnv magnitnyesvojstvananočasticfe3o4polučennyhžidkoitverdofaznymsintezom AT usovdg magnitnyesvojstvananočasticfe3o4polučennyhžidkoitverdofaznymsintezom AT troshchenkovyun magnitnyesvojstvananočasticfe3o4polučennyhžidkoitverdofaznymsintezom AT gorbykpp magnítnívlastivostínanočastinokfezo4oderžanihrídinnoítverdofaznimsintezom AT mishchenkovn magnítnívlastivostínanočastinokfezo4oderžanihrídinnoítverdofaznimsintezom AT abramovnv magnítnívlastivostínanočastinokfezo4oderžanihrídinnoítverdofaznimsintezom AT usovdg magnítnívlastivostínanočastinokfezo4oderžanihrídinnoítverdofaznimsintezom AT troshchenkovyun magnítnívlastivostínanočastinokfezo4oderžanihrídinnoítverdofaznimsintezom |