Введение к работе
Актуальность работы. Аморфные материалы представляют собой уникальную среду для изучения магнитных свойств ионов 3d-элементов, так как допускают непрерывное изменение состава самого стекла и концентрации парамагнитного элемента в широких пределах. Известно, что в стеклах, содержащих ионы переходных металлов, возможно возникновение обменных взаимодействий в первой координационной сфере, приводящее к усилению магнитных свойств стекол. По характеру изменения магнитных свойств стекол можно судить также и о структурных превращениях самого стекла, магнетохимический метод можно использовать как косвенный метод структурного анализа стекла. Для этого необходимо выбрать такой объект исследования, свойства которого можно было бы изучать и другими методами, в связи с чем интерпретация результатов с точки зрения магнетохимии была бы сравнительно простой и однозначной. Для этой цели подходят ионы двухвалентного никеля, кобальта и железа.
С развитием современной техники возрос интерес к устройствам и приборам, в которых используются аморфные материалы с высокими магнитными свойствами. Использование стекол, обладающих высокими магнитными свойствами, определяется простотой изготовления изделий заданных размеров и формы, а также широким диапазоном составов, который дает возможность объединить в одном материале комплекс свойств, необходимых для практического применения изделий, и плавно варьировать их характеристики с изменением состава.
Цели работы:
- исследование распределения ионов Зс1-элементов в матрицах
различных стекол магнетохимическим методом;
-получение аморфных материалов с максимально высокими магнитными свойствами;
- выяснение роли фторидного иона для усиления магнетизма
стекол;
-изучение возможности использования отжига в магнитном поле для корректировки магнитных свойств стекол различных систем и составов;
Научная новизна. Получены ферромагнитные стекла состава: (Ni,Zn)Fe204-Si02-Na20-B203, которые отождествляются с магнит-номягкими материалами.
Установлена корреляция составов, структурных параметров и магнитных характеристик фосфатных, боратных и силикатных стекол с добавками NiO, СоО и FeO. Отмечена возможность образования многокомпонентных кластеров в стеклах вышеперечисленных систем, что приводит к увеличению магнитных характеристик стекол.
Изучено влияние координации ионов двухвалентного никеля в компоненте шихты (искаженнотетраэдрический [№(РРЬ.з)2Вг2] или октаэдрический №Вгг-ЗН20) на увеличение магнитных свойств получаемых фосфатных и боратных стекол.
Установлено, что введение фторидного иона в определенной концентрации в боросиликатпые стекла с ферритами приводит к увеличению магнитных свойств получаемых стекол.
Магнетохимическим методом определено стабилизирующее действие отжига в магнитном поле на исходную структуру стекол с
добавками ионов переходных металлов, полученных в режиме закалки, по сравнению с отжигом без поля.
Практическая ценность. В условиях дефицита прямых методов исследования строения стекла, в настоящее время, изучены возможности магнетохимического метода как косвенного метода структурного анализа стекла. Изменение магнитных характеристик фосфатных, боратных, силикатных и боросиликатных стекол с добавками различных соединений Зс1-элементов зависит как от количества вводимого магнитоактивного компонента и его свойств, так и от структурных особенностей матрицы стекла.
Получены ферромагнитные аморфные материалы на основе на-триевоборосиликатных стекол с добавками ферритов (Ni,Zn)Fe20.| и BaFei20i9. Простой состав предложенных стекол и использование отходов ферритового производства может способствовать изготовлению в условиях рыночной экономики относительно дешевых материалов, а также позволяет внести вклад в охрану окружающей среды.
Полученные натриевоборосгогакатные стекла с добавками ни-киль-цинкового феррита были испытаны в НИИ «Домен», что подтверждено Актом испытания.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всероссийском совещании «Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики» (г. Москва, 1995 г.), на XVIII Чугаевском совещании по химии координационных соединений (г. Москва, 1996 г.), на X Совещании по стеклообразному состоянию (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), на Научно-технической конференции аспирантов СПбГТИ(ТУ), посвященной памяти Максима Максимовича Сычева (г. Санкт-Петербург, 1997 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 24 таблицу, список литературы из 120 наименований.
