Вышедшие номера
Влияние замещения ионами Bi3+ на структурно-фазовое состояние и особенности магнитной структуры твердого раствора BaFe12-xBixO19
Труханов А.В.1,2, Труханов C.В.1,2, Коровушкин В.В.2, Костишин В.Г.2, Турченко В.А.3, Зубарь Т.И.1, Sangaa D.4, Абметко Н.В.1, Греков И.А.1,5, Мигас Д.Б.5, Тишкевич Д.И.1
1Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению, Минск, Беларусь
2Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
3Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия
4Institute of Physics and Technology, Mongolian Academy of Sciences, Mongolia,, Ulaanbaatar, Enkhtaivan av., 54B
5Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Минск, Беларусь
Email: truhanov86@mail.ru
Поступила в редакцию: 8 июня 2023 г.
В окончательной редакции: 11 июля 2023 г.
Принята к печати: 12 июля 2023 г.
Выставление онлайн: 11 августа 2023 г.

Представлены результаты исследований особенностей фазового состава, кристаллической и магнитной структуры Bi-замещенного гексаферрита бария BaFe12-xBixO19 (0.1≤ x≤ 1.2) методами мессбауэровской спектроскопии, рентгенофазового анализа, а также анализа изображений сканирующей электронной микроскопии. Методом твердофазных реакций с двойным отжигом (при T=1100oC в течение 6 h) и промежуточным размолом (в течение 0.5 h) синтезированы образцы Bi-замещенных гексаферритов - BaFe12-xBixO19 (где x=0.1; 0.3; 0.6; 0.9 и 1.2). Ренгеннофазовый анализ позволил установить предел замещения ионов Fe3+ ионами Bi3+. Было показано, что при малом уровне замещения (x≤0.3) не обнаруженно примесных фаз и образцы характеризуются однофазным состоянием с пространственной группой P63/mmc. При увеличении степени замещения (x>0.3) отмечено формирование примесных фаз, что может быть объяснено затруднениями диффузии ионов в процессе твердофазного синтеза, а также формированием дефектов в структуре магентоплюмбита за счет большого ионного радиуса Bi3+. В качестве примесных фаз в исследуемых составах (x>0.3) отмечены: BiFeO3 (Пр. Гр. Pnma); BiO2 (Пр. Гр. Fm-3m); BaBi2O6 (Пр. Гр. R-3) и BaO0,5Bi1,5O2,16 (Пр. Гр. Im-3m). Содержание основной фазы (Пр. Гр. P63mmc) при этом снижается от 95.11 до 88.27 vol.% при увеличении x от 0.6 до 1.2 соответственно. Анализ, выполненный методом мёссбауровской спектроскоппии показал - все ионны Fe имеют заряд 3+. А все параметры лежат в пределах значений, характерных для ионов Fe3+ соответствующих координации полиэдров: 12k. 4f2, 2а - октаэдры, 4f1 - тетраэдр, и 2b - бипирамида. Можно выделить небольшое монотонное уменьшение лишь для позиции 12k. Анализ СЭМ-снимков показал рост среднего размера частиц до 10 mkm, в зависимости от конценрации оксида висмута при синтезе гексаферрита. Ключевые слова: гексаферриты, диамагнитное замещение, оксид висмута, мёссбауэровская спектроскопия, рентгенофазовый анализ. DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56148.104