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 PDFInfo
- 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
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims abstract description 3
- -1 iron and vanadium Chemical compound 0.000 claims description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- LIXXICXIKUPJBX-UHFFFAOYSA-N [Pt].[Rh].[Pt] Chemical compound [Pt].[Rh].[Pt] LIXXICXIKUPJBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005302 magnetic ordering Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (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.
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(-).
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)
- 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. %:
- железо - 10,53;
- никель - 5,26;
- натрий - 5,26;
- ванадий -15,79;
- кислород - 63,16.
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)
| 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 |
-
2017
- 2017-12-28 RU RU2017146909A patent/RU2670973C9/ru active
Patent Citations (4)
| 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 |
|---|---|---|
| De la Torre et al. | Rietveld quantitative amorphous content analysis | |
| 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 | |
| Gibson et al. | Qualitative X‐ray diffraction analysis of metastable tetragonal (t′) zirconia | |
| Chen et al. | Synthesis of Stoichiometric and Bulk CrN through a Solid‐State Ion‐Exchange Reaction | |
| Ryumin et al. | Low-temperature heat capacity of yttrium orthotantalate | |
| Knyrim et al. | High-pressure syntheses and characterization of the transition metal borates β-MB4O7 (M= Mn2+, Ni2+, Cu2+) | |
| RU2670973C9 (ru) | Оксидный керамический магнитный материал на основе натрия, ванадия, железа и никеля | |
| RU2470897C2 (ru) | Способ получения самарийсодержащего спин-стекольного магнитного материала | |
| Li et al. | Bulk crystal growth and characterization of the bismuth ferrite-based material Bi 3 FeO 4 (MoO 4) 2 | |
| Rakshit et al. | Thermodynamic studies on SrFe12O19 (s), SrFe2O4 (s), Sr2Fe2O5 (s) and Sr3Fe2O6 (s) | |
| Vats et al. | Ternary U (IV) containing phosphates: synthesis, structure and thermodynamic studies | |
| Rakshit et al. | Thermochemical studies on SrFe12O19 (s) | |
| Shtykova et al. | Features of phase equilibria and properties of phases in the Sb-Sm-Se system | |
| Takeda et al. | Magnetic properties and Mössbauer effect in 12-layer hexagonal BaFeO3 | |
| RU2592867C1 (ru) | Магнитодиэлектрический оксидный керамический материал | |
| Jin et al. | Magnetic cations doped into a double perovskite semiconductor | |
| Kumar et al. | Effect of excess bismuth on synthesis of bismuth ferrite | |
| RU2647544C1 (ru) | Спин-стекольный магнитный материал с содержанием иттербия | |
| 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 | |
| Yu et al. | Flux growth and characterization of an FeSi 4 P 4 single crystal | |
| JP4831462B2 (ja) | テルビウム酸化物Ｔｂ１１Ｏ２０及びＴｂ７Ｏ１２の製造法 | |
| Rudskaya et al. | Structure and Magnetic Properties of (1− x) BiFeO 3–x PbFeO 3 Solid Solutions | |
| Rissom et al. | Crystal structure and thermal properties of a new double salt: K2SiF6· KNO3 | |
| Lisińska-Czekaj et al. | Structure and hyperfine interactions in Aurivillius Bi9Ti 3Fe5O27 conventionally sintered compound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |