РАДИАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТИЙ-ЦИНКОВОЙ ФЕРРИТОВОЙ КЕРАМИКИ
Аннотация
В работе проведено исследование структурных и магнитных свойств литий-цинковой ферритовой керамики состава Li0,4Fe2,4Zn0,2O4, полученной при комплексном высокоэнергетическом воздействии, основанном на использовании механической активации смеси исходных реагентов Fe2O3-Li2CO3-ZnO в планетарной мельнице АГО-2С и последующего нагрева в пучке электронов непрерывного действия ЭЛВ-6 с энергией электронов
1,4 МэВ до температуры спекания 1050 °С в течение 140 мин. Рентгенофазовый анализ показал уширение интенсивностей рефлексов дифрактограммы вследствие уменьшения размеров кристаллитов и увеличения величины микродеформаций в результате механического измельчения. Установлено, что предварительное механическое активирование смеси исходных реагентов в планетарной мельнице позволяет не только ускорить процессы синтеза ферритовых материалов, но и объединить технологические этапы синтеза и спекания в один этап радиационно-термической обработки, заключающийся в нагреве пресс-заготовок пучком высокоэнергетических электронов до температуры спекания. Литий-цинковая ферритовая керамика, полученная радиационно-термическим методом, характеризуется высокой плотностью и низкой пористостью, а также высокими значениями удельной намагниченности и температуры Кюри.
Для цитирования:
Лысенко Е.Н., Суржиков А.П., Малышев А.В., Власов В.А., Николаев Е.В. Радиационно-термический метод получения литий-цинковой ферритовой керамики. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 6. С. 69-75
Литература
Parveen K., Juneja J.K., Sangeeta S., Raina K.K., Prakash C. Improved dielectric and magnetic properties in modified lithi-um–ferrites. Ceram. Int. 2015. V. 41. P. 3293–3297.
Cook W., Manley M. Raman characterization of - and -LiFe5O8 prepared through a solid-state reaction pathway.
J. Solid State. Chem. 2010. V. 183. P. 322326.
Rakshit S.K., Parida S.C., Naik Y.P., Venugopal V. Thermodynamic studies on lithium ferrites. J. Solid State Chem. 2011. V. 184. P. 1186-1194.
Verma V., Gairola S.P., Pandey V., Tawale J.S., Su H., Kotanala R.K. High permeability and low power loss of Ti and Zn substitution lithium ferrite in high frequency range. J. Magn. Magn. Mater. 2009. V. 321. P. 3808–3812.
Teixeira S.S., Graça M.P.F., Costa L.C. Dielectric, morphological and structural properties of lithium ferrite powders prepared by solid state method. J. Non-Crystalline Solids. 2012. V. 358. P. 1924–1929.
Gruskova A., Jancarik V., Slama J., Dosoudil R. Effect of Zn-Ti substitution on electromagnetic properties of Li ferrites. J. Magn. Magn. Mater. 2006. V. 304. P. 762–765.
Ruiz M.S., Jacobo S.E. Electromagnetic properties of lithium zinc ferrites doped with aluminum. Physica B. 2012.
V. 407. P. 3274-3277.
Vasendina E.A., Lysenko E.N., Vlasov V.A., Surzhikov A.P., Sokolovskiy A.N. The use of electron beams to increase the efficiency of solid-phase synthesis of oxide materials. Tekhnika i Tekhnologiya Silikatov. 2011. N 4. P. 6-11 (in Russian).
Naiden E.P., Minin R.V., Itin V.I., Zhuravlev V.A. Influence of radiation-thermal treatment on the phase composition and structural parameters of the SHS product based on W-type hexaferrite. Russ. Phys. J. 2013. V. 56. P. 674-680.
Surzhikov A.P., Lysenko E.N., Vlasov V.A., Vasendina E.A., Pritulov A.M. Dependence of lithium–zinc ferrospinel phase composition on the duration of synthesis in an accelerated electron beam. J. Therm. Anal. Calorim. 2012. V. 110.
N 2. P. 733-738.
Surzhikov A.P., Vasendina E.A., Lysenko E.N., Nikolaev E.V. Kinetics of phase formation in a Li2CO3-TiO2-Fe2O3 system during radiation-thermal synthesis. Perspektivnye Materialy. 2013. N 8. P. 5-10 (in Russian).
Zhuravlev V.A., Naiden E.P., Minin R.V., Itin V.I., Suslyaev V.I., Korovin E.Yu. Radiation-thermal synthesis of W-type hexaferrites. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 81. P. 012003.
Ancharova U.V., Mikhailenko M.A., Tolochko B.P., Lyakhov N.Z., Korobeinikov M.V., Bryazgin A.A., Bezuglov V.V., Shtarklev E.A. Synthesis and staging of the phase formation for strontium ferrites in thermal and radiation thermal reactions. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 81. Р. 012122.
Kostishin V.G., Andreev V.G., Korovushkin V.V., Chitanov D.N., Yudanov N.A., Morchenko A.T., Komlev A.S., Adamtsov A.Yu., Nikolaev A.N. Preparation of 2000NN ferrite ceramics by a complete and a short radiation-enhanced thermal sintering process. Inorg. Materials. 2014. V. 50. P. 1317.
Malyshev A.V., Lysenko E.N., Vlasov V.A., Nikolaeva S.A. Electromagnetic properties of Li0.4Fe2.4Zn0.2O4 ferrite sintered by continuous electron beam heating. Ceram. Int. 2016. V. 42. P. 16180–16183.
Zyryanov V.V. Mechanochemical synthesis of complex oxides. Usp. Khimii. 2008. V. 77. N 2. P. 107-136 (in Russian).
Kuznetsova L.I., Kuznetsov P.N., Kazbanova A.V., Zhizhaev A.M., Avvakumov E.G., Boldyrev V.V. The effect of me-chanical treatment of MoO3 (WO3) - zirconium hydroxide mixtures on their phase composition. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 11. P. 33-36 (in Russian).
Berbenni V., Marini A., Matteazzi P., Ricceri R., Welham N.J. Solid-state formation of lithium ferrites from mechanically acti-vated Li2CO3–Fe2O3 mixtures. J. Eur. Ceram. Soc. 2003. V. 23. P. 527-536.
Boldyrev V.V. Mechanochemistry and mechanical activation of solids. Usp. Khimii. 2006. V. 75. P. 203 (in Russian).
Kavanlooee M., Hashemi B., Maleki-Ghaleh H., Kavanlooee J. Effect of annealing on phase evolution, microstructure, and magnetic properties of nanocrystalline ball-milled LiZnTi ferrite. J. Electronic materials. 2012. V. 41. P. 3082–3086.
Widatallah H.M., Ren X.L., Al-Omari I.A. The influence of TiO2 polymorph, mechanical milling and subsequent sintering on the formation of Ti-substituted spinel-related Li0.5Fe2.5O4. J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 6333–6338.
Kosova N.V., Devyatkina E.T., Slobodkin A.B. Application of mechanical activation for the synthesis of cathode materials based on solid solutions. Chemistry for sustainable development. 2009. V. 17. P. 133-141.
Berbenni V., Bruni G., Milanese C., Girella A., Marini A. Synthesis and characterization of LaFeO3 powders prepared by a mixed mechanical/thermal processing route. J. Therm. Anal. Calorim. 2017. DOI: 10.1007/s10973-017-6878-z (publ. online).
Mihalache V. Thermal analysis of ball-milled Fe-14Cr-3W-0.4Ti-0.25Y2O3 ferritic steel powder. J. Therm. Anal. Calorim. 2016. V. 124. P. 11791192.
Surzhikov A.P., Lysenko E.N., Vlasov V.A., Malyshev A.V., Nikolaev E.V. Investigation of the process of ferrite formation in the Li2CO3-ZnO-Fe2O3 system under high-energy actions. Russ. Phys. J. 2013. V. 56. N 6. P. 681-685.
Lysenko E.N., Surzhikov A.P., Vlasov V.A., Nikolaev E.V., Malyshev A.V., Bryazgin A.A., Korobeynikov M.V., Mikhai-lenko M.A. Synthesis of substituted lithium ferrites under the pulsed and continuous electron beam heating. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2017. V. 392. P. 1-7.
Kuksanov N.K., Fadeev S.N., Golubenko Y.I., Kogut D.A., Korchagin A.I., Lavrukhin A.V., Nemytov P.I. Development of the model range and improve performance accelerators ELV. Problems of atomic science and technology. 2012. N 3. P. 15-18.
Kuksanov N.K., Fadeev S.N., Salimov R.A., Golubenko Y.I., Kogut D.A., Korchagin A.I., Lavrukhin A.V., Nemytov P.I., Domarov E.V., Semenov A.V. Technical facilities for improving the quality of irradiation of materials by ELV accelerators. Physics of Particles and Nuclei Letters. 2014. V. 11. N 5. P. 610-614.
Surzhikov A.P., Pritulov A.M., Lysenko E.N., Vlasov V.A., Vasendina E.A., Malyshev A.V. Analysis of the phase composi-tion and homogeneity of ferrite lithium-substituted powders by the thermomagnetometry method. J. Therm. Anal. Calorim. 2013. V. 112. P. 739-745.
Wang T, Wang H, Wang F, Li J, Zhang Q, Huang X. Certification of reference materials of Alumel, nickel and iron for Curie point. J. Therm. Anal. Calorim. 2018. V. 131. P. 1979–1985.
Nikolaev E.V., Surzhikov A.P., Lysenko E.N. Kinetic analysis of lithium-zinc ferrite synthesis by thermogravimetric method. Adv. Mat. Res. 2015. V. 1085. P. 255–259.
Zdujić M., Jovalekić C., Karanović Lj., Mitrić M. The ball milling induced transformation of α-Fe2O3 powder in air and oxygen atmosphere. Mater. Sci. Eng. A. 1999. V. 262. P. 204–213.
