Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 8 » Статья стр. 1314
<<<>>>
Влияние замещения ионами Bi3+ на структурно-фазовое состояние и особенности магнитной структуры твердого раствора BaFe12-xBixO19
DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56148.104
Переводная версия: 10.61011/PSS.2023.08.56570.104
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.
PDF версия
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
  1. S.B. Narang, K. Pubby. J. Magn. Magn. Mater. 519, 167163 (2020). DOI: 10.1016/j.jmmm.2020.167163
  2. P. Thakur, D. Chahar, S. Taneja, N. Bhalla, A. Thakur. Ceram. Int. 46, 10, 15740 (2020). DOI: 10.1016/j.ceramnit.2020.03. 287
  3. A. Houbi, A.A. Zharmenov, Y. Atassi, Z.T. Bagasharova, S. Mirzalieva, K. Kadyrakunov. J. Magn. Magn. Mater. 529, 167839 (2021). DOI: 10.1016/j.jmmm.2021.167839
  4. G. Srinivasan, I.V. Zavislyak, M. Popov, G. Sreenivasulu, Y.K. Fetisov. J. Jpn Soc. Powder Powder Met. 61, S25 (2014). DOI: 10.2497/jspm.61.s25
  5. C. de Julian Fernandez, C. Sangregorio, J. de la Figuera, B. Belec, D. Makovec, D. Quesada. J. Phys. D 54, 15, 153001 (2021). DOI: 10.1088/1361-6463/abd272
  6. A. Talaat, M.V. Suraj, K. Byerly, A. Wang, Y. Wang, J.K. Leea, P.R. Ohodnicki. J. Alloys Compd. 870, 159500 (2021). DOI: 10.1016/j.jallcom. 2021.159500
  7. E.J.J. Mallmann, A.S.B. Sombra, J.C. Goes, P.B.A. Fechine. Solid State Phenom. 202, 65 (2013). DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.202.65
  8. M. Chandel, V.P. Singh, R. Jasrotia, K. Singha, R. Kumar. AIMS Mater. Sci. 7, 3, 244 (2020). DOI: 10.3934/matersci.2020.3.244
  9. A.V. Trukhanov, V.O. Turchenko, I.A. Bobrikov, S.V. Trukhanov, I.S. Kazakevich, A.M. Balagurov. J. Magn. Magn. Mater. 253, 393 (2015)
  10. Y. Tokunaga, Y. Kaneko, D. Okuyama, S. Ishiwata, T. Arima, S. Wakimoto, K. Kakurai, Y. Taguchi, Y. Tokura. Phys. Rev. Lett. 105, 257201-4 (2010)
  11. A.V. Trukhanov, V.A. Turchenko, V.G. Kostishin, F. Damay, F. Porcher, N. Lupu, B. Bozzo, I. Fina, S. Polosan, M.V. Silibin, M.M. Salem, D.I. Tishkevich, S.V. Trukhanov. J. Alloys Compd. 886, 161249 (2021).
  12. D.A. Vinnik, V.V. Kokovkin, V.V. Volchek, V.E. Zhivulin, P.A. Abramov, N.A. Cherkasova, Zhipeng Sun, M.I. Sayyed, D.I. Tishkevich, A.V. Trukhanov. Mater. Chem. Phys. 270, 124818 (2021)
  13. G. Tan, X. Chen. J. Magn. Magn. Mater. 327, 87 (2013)
  14. A.V. Trukhanov, S.V. Trukhanov, L.V. Panina, V.G. Kostishyn, D.N. Chitanov, I.S. Kazakevich, An.V. Trukhanov, V.A. Turchenko, M. Salem. Ceram. Int. 3, 5635 (2017)
  15. V.E. Zhivulin, D.P. Sherstyuk, O.V. Zaitseva, N.A. Cherkasova, D.A. Vinnik, S.V. Taskaev, E.A. Trofimov, S.V. Trukhanov, S.I. Latushka, D.I. Tishkevich, T.I. Zubar, A.V. Trukhanov. Nanomater. 12, 1306 (2022)
  16. V.E. Zhivulin, E.A. Trofimov, O.V. Zaitseva, D.P. Sherstyuk, N.A. Cherkasova, S.V. Taskaev, D.A. Vinnik, Yu.A. Alekhina, N.S. Perov, D.I. Tishkevich, T.I. Zubar, A.V. Trukhanov, S.V. Trukhanov. Cer. Int. 49, 1, 1069 (2023)
  17. P.V. Boikachev, A.S. Solonar, V.O. Isaev, I.A. Dubovik, A.A. Sut'ko, T.I. Zubar', D.I. Tishkevich. J. Eng. Phys. Thermophys. 95, 5 (2022)
  18. V. Adelskold. Arkiv for mineralogi och geologi A 12, 1 (1938)
  19. R.C. Pullar. Prog. Mater. Sci. 57, 1191 (2012)
  20. Я. Смит, Х. Вейн. Ферриты. ИЛ, М. (1962). 504 с
  21. В.В. Коровушкин, М.Н. Шипко, В.Г. Костишин, И.М. Исаев, А.Ю. Миронович, С.В. Труханов, А.В. Труханов. Неорган. материалы 55, 10, 1065 (2019)
  22. A.M. der Kraan. Phys. Status Solidi 18, 215 (1973)
  23. A.H. Morrish, K. Haneda, P.J. Schurer, J. de Physique, Colloque C6 37, C6-301. (1976)
  24. P.M.A. De Bakker, E. De Grave, R.E. Vandenberghe, L.H. Bowen. Hyperfine Interact. 54, 493 (1990)
  25. A. Berkowitz, J. Lahut, C. VanBuren, IEEE Trans. Magn. 16, 184 (1980)
  26. K. Haneda, H. Kojima, A.H. Morrish, P.J. Picone, K. Wakai. J. Appl. Phys. 53, 2686 (1982)
  27. A.H. Morrish, K. Haneda, X.Z. Zhou. Nanophase Mater. Synth. 515 (1994)
  28. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик, В.Л. Розенбаум. ФТТ 41 483 (1999)
  29. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик. ФТТ 41, 10, 1806 (1999)
  30. В.В. Коровушкин, А.В. Труханов, М.Н. Шипко, В.Г. Костишин, И.М. Исаев, А.Ю. Миронович, С.В. Труханов. Журн. неорган. химии 64, 5, 463 (2019)
  31. H. Basma, H.T. Rahal, R. Awad. J. Magn. Magn. Mater. 539, 168413 (2021)
  32. E.S. Lim, K.R. Mun, Y.M. Kang. J. Magn. Magn. Mater. 464, 26 (2018)
  33. Y. Dai, Z. Lan, Z. Yu, K. Sun, X. Zhang, X. Jiang, C. Wu, W. Tong. J. Magn. Magn. Mater. 540, 168443 (2021)
  34. K. Chokprasombat, A. Lohmaah, S. Pinitsoontorn, Ch. Sirisathitkul. J King Saud Univ Sci. 34, 1, 101682 (2022)
  35. S. Guner, I.A. Auwal, A. Baykal, H. Sozeri. J. Magn. Magn. Mater. 416, 261 (2016)
  36. I. Auwal, A. Baykal, S. Guner, H. Sozeri. Ceram. Int. 43, 1, 1298 (2017)
  37. A.V. Trukhanov, K.A. Darwish, M.M. Salem, O.M. Hemeda, M.I. Abdel Ati, M.A. Darwish, E.Y. Kaniukov, S.V. Podgornaya, V.A. Turchenko, D.I. Tishkevich, T.I. Zubar, K.A. Astapovich, V.G. Kostishyn, S.V. Trukhanov. J. Alloys Compd. 866, 158961 (2021)
  38. D. Tishkevich, S. Grabchikov, T. Zubar, D. Vasin, S. Trukhanov, A. Vorobjova, D. Yakimchuk, A. Kozlovskiy, M. Zdorovets, S. Giniyatova, D. Shimanovich, D. Lyakhov, D. Michels, M. Dong, S. Gudkova, A. Trukhanov. Nanomater. 10, 1245 (2020)
  39. R.C. Pullar. Prog. Mater. Sci. 57, 1191 (2012)
  40. http://abulafia.mt.ic.ac.uk/shannon/radius.php?Element=Fe
  41. http://abulafia.mt.ic.ac.uk/shannon/radius.php?Element=Bi
  42. В.Г. Костишин, В.В. Коровушкин, И.М. Исаев, А.Ю. Миронович, С.В. Труханов, В.А. Турченко, К.А. Астапович, А.В. Труханов. ФТТ 63, 229 (2021)
  43. В.Г. Костишин, В.В. Коровушкин, К.В. Похолок, А.В. Труханов. ФТТ 10, 1496 (2021)
  44. S.V. Trukhanov, A.V. Trukhanov, V.A. Turchenko, An.V. Trukhanov, E.L. Trukhanova, D.I. Tishkevich, V.M. Ivanov, T.I. Zubar, M. Salem, V.G. Kostishyn, L.V. Panina, D.A. Vinnik, S.V. Gudkova. Ceram. Int. 44, 1, 290 (2018).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme