Магнитные свойства наночастиц Fе3O4, полученных жидко- и твердофазным синтезом

Abstract

Исследованы магнитные свойства наночастиц магнетита, полученных методом химической конденсации (ХК) и специально разработанным способом высокотемпературного твердофазного синтеза (ВТТФС), который основан на разложении соли или смеси солей, содержащих ионы Fe2+, Fe3+ и кристаллизационную воду. В работе применяли методы рентгеновского фазового анализа (РФА), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и газовой адсорбции. Магнитные характеристики измеряли с помощью вибрационного магнитометра. Методом ХК получены дисперсии частиц Fe3O4 наиболее вероятного размера от 7,5 до 11 нм, способом ВТТФС – от 25 до 75 нм. Показано, что при температурах синтеза 450–500 °С, образуются наночастицы Fe3O4 со значением удельной намагниченности насыщения (σs), близким к значению для массивного магнетита.

Досліджено магнітні властивості наночастинок Fe3O4 одержаних методом хімічної конденсації (ХК) та спеціально розробленим способом високотемпературного твердофазного синтезу (ВТТФС), який грунтується на розкладанні солі чи суміші солей,які містять іони Fe2+, Fe3+ і кристалізаційну воду. В роботі було використано методи рентгенівського фазового аналізу (РФА), трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ) і газової адсорбції. Магнітні характеристики вивчали за допомогою вібраційного магнітометра Методом ХК було отримано дисперсії частинок Fe3O4 середнього розміру від 7,5 до 11 нм, способом ВТТФС – середнього розміру від 25 до 75 нм. Показано, що при температурах синтезу 450-500 °С формуються однодоменні частинки Fe3O4 зі значенням питомої намагніченості насичення, близьким до значення для масивного магнетиту.

The magnetic properties of the nano-particle of magnetite, obtained by the method of chemical condensation(ChC) and specially developed procedure of high temperature solid-phase synthesis (HTSPhS) are investigated. The technique of solid state synthesis of magnetite nanoparticles based on decomposition to one or mixture of salts, containing Fe2+, Fe3+ ions and crystallization water, was proposed. The X-ray analysis, Transmission Electron microscopy and gas adsorption method were used. Magnetic characteristics were studied by a vibration magnetometer. By the ChC method the dispersions of the particles Fe3O4 are collected medium-sized from 7,5 to 11 nm, by the HTSPhS method – medium-sized from 25 to 75 nm. It was shown that at the synthesis temperatures of 450-500 °C the single domain of Fe3O4 particles with specific magnetization saturation near to the maximum for magnetite value are formed.