RU2670973C9 - Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля - Google Patents

Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля Download PDF

Info

Publication number
RU2670973C9
RU2670973C9 RU2017146909A RU2017146909A RU2670973C9 RU 2670973 C9 RU2670973 C9 RU 2670973C9 RU 2017146909 A RU2017146909 A RU 2017146909A RU 2017146909 A RU2017146909 A RU 2017146909A RU 2670973 C9 RU2670973 C9 RU 2670973C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
vanadium
sodium
nickel
magnetic
Prior art date
Application number
RU2017146909A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2670973C1 (ru
Inventor
Тамара Васильевна Дрокина
Герман Антонович Петраковский
Дмитрий Анатольевич Великанов
Максим Сергеевич Молокеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
Priority to RU2017146909A priority Critical patent/RU2670973C9/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2670973C1 publication Critical patent/RU2670973C1/ru
Publication of RU2670973C9 publication Critical patent/RU2670973C9/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

Изобретение относится к разработке новых материалов, которые могут быть полезны для химической промышленности, материаловедения, спинтроники. Оксидный керамический магнитный материал содержит кислород, железо и ванадий и дополнительно натрий и никель при следующем соотношении компонентов, ат. %: железо - 10,53; никель - 5,26; натрий - 5,26; ванадий - 15,79; кислород - 63,16. Изобретение позволяет создавать материал с нескомпенсированным магнитным моментом, сохраняющимся при комнатной температуре, и возможностью управления им с помощью внешнего магнитного поля. 2 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к разработке магнитных соединений, которые могут быть полезны для химической промышленности, материаловедения, спинтроники как новые материалы с возможностью управления величиной магнитного момента с помощью внешнего магнитного поля.
Известен оксидный материал - поливанадат Cu13Fe4V10O44, в состав которого входят магнитные ионы меди и железа [J. Typek, G. Zolnierkiewicz at el. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 382, 2015, 71-77].
Недостатком этого материала является низкая температура магнитного фазового перехода и антиферромагнитное упорядоченное состояние (температура Нееля TN=2.7 K).
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является пятикомпонентное оксидное соединение поливанадат LiCuFe2(VO4)3, характеризующееся антиферромагнитным типом магнитного порядка [Дрокина Т.В., Петраковский Г.А. и др. ФТТ, 2016, 58 (10). Стр. 1913-1920]. В состав данного соединения входят элементы, в том числе магнитные ионы меди и железа, при следующем соотношении компонентов, ат. %: железо - 10,53; медь - 5,26; литий - 5,26; ванадий - 15,79; кислород - 63,16.
К недостаткам прототипа можно отнести антиферромагнитный тип магнитного упорядочения спиновой системы и низкую температуру магнитного фазового перехода (температура Нееля TN=7 K).
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка материала, отличающегося качественным и количественным составом и обладающего нескомпенсированным магнитным моментом при комнатной температуре.
Техническим результатом изобретения является получение нового оксидного керамического материала на основе натрия, ванадия, железа и никеля с нескомпенсированным магнитным моментом, сохраняющимся при комнатной температуре, и возможностью управления им с помощью внешнего магнитного поля.
Технический результат достигается тем, что в оксидном керамическом магнитном материале на основе натрия, ванадия, железа и никеля, включающем железо и ванадий, новым является то, что дополнительно содержит натрий и никель, при следующем соотношении компонентов, ат. %: железо - 10,53; никель - 5,26; натрий - 5,26; ванадий - 15,79; кислород - 63,16.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое изобретение отличается от известного качественным и количественным составом, обуславливающим изменение типа магнитного порядка. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Изобретение осуществляется следующим образом. Указанное соединение - многокомпонентный ванадат NaNiFe2(VO4)3, обладающее нескомпенсированным магнитным моментом при комнатной температуре и допускающее возможность управления величиной магнитного момента с помощью внешнего магнитного поля, было приготовлено методом твердофазного синтеза из стехиометрических смесей Na2CO3 (20.29 вес. %), Fe2O3 (30.58 вес. %), V2O5 (34.83 вес. %) и NiO (14.30 вес. %). Исходные соединения, составляющие шихту, смешиваются и перетираются вручную пестиком в ступке с добавлением этилового спирта. Из приготовленной шихты с помощью пресс-формы формируются таблетки под давлением около 10 кбар диаметром 10 мм и толщиной 1,5-2,0 мм. Таблетки помещаются в алундовый тигель и отжигаются в печи. Нагрев печи, регулируемый программным регулятором, осуществляется со скоростью 150 град/час. Температура в печи измеряется с помощью термопар (платино - платино-родиевые) с точностью 0,1°С. Перепад температур в рабочей области не превышает 5°С. Охлаждение печи происходит естественным путем. Отжиг проводится в два этапа (Таблица 1). После завершения первого отжига таблетки перетираются, смесь снова формуется в таблетки, которые помещаются в печь для второго отжига.
Figure 00000001
Анализ синтезированных образцов осуществлялся с помощью рентгеновской дифракции. Порошковая рентгенограмма материала NaNiFe2(VO4)3 отснята при комнатной температуре на дифрактометре D8 ADVANCE фирмы Bruker, используя линейный детектор VANTEC и Cu-Kα излучение. На рентгенограмме не было обнаружено рефлексов, соответствующих фазам примесей.
В таблице 2 приведены основные параметры рентгеновского эксперимента и результаты уточнения кристаллической структуры соединения NaNiFe2(VO4)3. Кристаллическая решетка соединения NaNiFe2(VO4)3 характеризуется триклинной пространственной группой Р1(-).
Figure 00000002
Примечание. а, b, с, α, β, γ - параметры ячейки; V - объем ячейки;
факторы недостоверности: Rwp - весовой профильный, Rp - профильный,
RB - интегральный; χ2 - качество подгонки.
Намагниченность синтезированного материала NaNiFe2(VO4)3 измерялась SQUID- и вибрационным магнетометрами.
На фиг. 1 приведена кривая температурной зависимости магнитного момента М(Т) соединения NaNiFe2(VO4)3. На фиг. 2 показана зависимость магнитного момента М образца NaNiFe2(VO4)3 от магнитного поля Н. Можно видеть, что магнитный момент сохраняется до комнатной температуры, и приложение магнитного поля приводит к изменению магнитного момента.
Таким образом, новый ванадат NaNiFe2(VO4)3 обладает магнитным моментом, что подтверждают измерения температурной М(Т) и полевой М(Н) зависимостей магнитного момента, причем эффект сохраняется при комнатной температуре (фиг. 1, 2).
Полученный новый материал, отвечающий формуле NaNiFe2(VO4)3, расширяет ряд материалов, допускающих возможность управления величиной магнитного момента внешним магнитным полем при высоких температурах.

Claims (6)

  1. Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля, включающий железо и ванадий, отличающийся тем, что дополнительно содержит натрий и никель, при следующем соотношении компонентов, ат. %:
  2. железо - 10,53;
  3. никель - 5,26;
  4. натрий - 5,26;
  5. ванадий -15,79;
  6. кислород - 63,16.
RU2017146909A 2017-12-28 2017-12-28 Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля RU2670973C9 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146909A RU2670973C9 (ru) 2017-12-28 2017-12-28 Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146909A RU2670973C9 (ru) 2017-12-28 2017-12-28 Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2670973C1 RU2670973C1 (ru) 2018-10-26
RU2670973C9 true RU2670973C9 (ru) 2018-11-22

Family

ID=63923543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146909A RU2670973C9 (ru) 2017-12-28 2017-12-28 Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2670973C9 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2178206C2 (ru) * 1999-07-29 2002-01-10 Научно-производственное предприятие "Гаммамет" Магнитопровод
US20030104239A1 (en) * 1999-12-16 2003-06-05 Tdk Corp. Powder for magnetic ferrite, magnetic ferrite, multilayer ferrite components and production method thereof
RU2245846C2 (ru) * 2003-04-24 2005-02-10 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Оксидная ванадиевая бронза, способ ее получения и применение в качестве магнитного или электродно-активного материала
RU2592867C1 (ru) * 2015-07-27 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2178206C2 (ru) * 1999-07-29 2002-01-10 Научно-производственное предприятие "Гаммамет" Магнитопровод
US20030104239A1 (en) * 1999-12-16 2003-06-05 Tdk Corp. Powder for magnetic ferrite, magnetic ferrite, multilayer ferrite components and production method thereof
RU2245846C2 (ru) * 2003-04-24 2005-02-10 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Оксидная ванадиевая бронза, способ ее получения и применение в качестве магнитного или электродно-активного материала
RU2592867C1 (ru) * 2015-07-27 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал

Also Published As

Publication number Publication date
RU2670973C1 (ru) 2018-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vasylechko et al. CeAlO3 and Ce1− xRxAlO3 (R= La, Nd) solid solutions: Crystal structure, thermal expansion and phase transitions
Chaudhury et al. Studies on structural and thermo-chemical behavior of MFe12O19 (s)(M= Sr, Ba and Pb) prepared by citrate–nitrate gel combustion method
Chen et al. Synthesis of Stoichiometric and Bulk CrN through a Solid‐State Ion‐Exchange Reaction
Gibson et al. Qualitative X‐ray Diffraction Analysis of Metastable Tetragonal (t′) Zirconia
Garces et al. Synthesis of SrAl2O4 and Sr3Al2O6 at high temperature, starting from mechanically activated SrCO3 and Al2O3 in blends of 3: 1 molar ratio
Berbenni et al. Mechanical activation of the solid-phase reaction between bismuth citrate and iron (II) oxalate dihydrate to yield BiFeO3
RU2670973C9 (ru) Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля
Karpinsky et al. Evolution of electromechanical properties of Bi1− xPrxFeO3 solid solutions across the rhombohedral–orthorhombic phase boundary: role of covalency
Stahl et al. Structural and spectroscopic characterization of the brownmillerite-type Ca 2 Fe 2− x Ga x O 5 solid solution series
Rakshit et al. Thermodynamic studies on SrFe12O19 (s), SrFe2O4 (s), Sr2Fe2O5 (s) and Sr3Fe2O6 (s)
Li et al. Bulk crystal growth and characterization of the bismuth ferrite-based material Bi 3 FeO 4 (MoO 4) 2
Shtykova et al. Features of phase equilibria and properties of phases in the Sb-Sm-Se system
Rakshit et al. Thermochemical studies on SrFe12O19 (s)
Vats et al. Ternary U (IV) containing phosphates: synthesis, structure and thermodynamic studies
Liu et al. Control of Reaction Pathways for Rapid Synthesis of Negative Thermal Expansion Ceramic Zr2P2 WO 12 with Uniform Microstructure
RU2592867C1 (ru) Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал
Manoun et al. Synthesis, structure, and high temperature Mössbauer and Raman spectroscopy studies of Ba1. 6Sr1. 4Fe2WO9 double perovskite
Jin et al. Magnetic cations doped into a double perovskite semiconductor
Rosso et al. Evidence of the stable existence of a morphotropic phase boundary in the BaTiO3–NaNbO3 system
RU2647544C1 (ru) Спин-стекольный магнитный материал с содержанием иттербия
Lisińska-Czekaj et al. Influence of processing conditions on crystal structure of Bi6Fe2Ti3O18 ceramics
Heymann et al. Multianvil high-pressure/high-temperature synthesis, crystal structure, and thermal behaviour of the rare-earth borogermanate Ce6 (BO4) 2Ge9O22
Guo et al. X-ray diffraction and 7Li nuclear magnetic resonance studies of iron-and cobalt-substituted LiNiO2 prepared from inorganic transition metal nitrates
Rissom et al. Crystal structure and thermal properties of a new double salt: K2SiF6· KNO3
Mazurek et al. Structure and Hyperfine Interactions in Aurivillius Bi_9Ti_3Fe_5O_27 Conventionally Sintered Compound

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification