Гексагональный феррит
Гексаферрит

Гексагональные ферриты или гексаферриты — это семейство ферритов с гексагональной кристаллической структурой. Наиболее распространенным членом является BaFe 12 O 19 , также называемый ферритом бария , BaM и т. д. BaM — это сильный ферримагнитный материал при комнатной температуре с высокой анизотропией вдоль оси c . [1] Все члены гексаферрита построены путем укладки нескольких строительных блоков в определенном порядке.

Основные строительные блоки

Структура блока S, извлеченная из феррита М-типа.
Слой А блока S состоит из MeS - центрированного тетраэдра и MeS - центрированного октаэдра.
Структура блока R, извлеченная из феррита М-типа.
Структура блока R, вид вдоль направления феррита - c .
Слой А блока S, вид вдоль направления феррита - c .
Слой B блока S состоит из Me S -центрированного октаэдра с общими ребрами.
Структура блока T, извлеченная из феррита Y-типа.
Структура блока Т, вид вдоль направления феррита - с .
Слой B блока S, вид вдоль направления феррита - c .

S-блок

Блок S очень распространен в гексаферритах, химическая формула которых Me S 6 O 8 2+ . Me S — это более мелкие катионы металлов, например, Fe и других переходных металлов [2] или благородных металлов. [3] Блок S по сути представляет собой пластину, вырезанную вдоль плоскости шпинели AB 2 O 4 . Каждый блок S имеет один слой A и один слой B. Слой A состоит из тетраэдра с центром в Me S и октаэдра с центром в Me S , в то время как слой B состоит из октаэдра с центром в Me S, имеющего общие ребра . Оба слоя A и B имеют одинаковую химическую формулу Me S 3 O 4 2+ . ( 111 ) {\displaystyle (111)}

R-блок

Блок R имеет химическую формулу Me L Me S 6 O 11 2- . Me L — это более крупные катионы металлов, например, щелочноземельные металлы (Ba, [4] Sr, [5] ) редкоземельные металлы, [5] Pb, [6] и т. д. Точечная группа симметрии блока R — . Крупные катионы металлов расположены в среднем слое трех гексагонально упакованных слоев. Этот блок также состоит из общих граней Me S -центрированных октаэдров и Me S -центрированных тригональных бипирамид. 6 ¯ м 2 {\displaystyle {\bar {6}}м2}

Т-блок

Химическая формула блока T выглядит следующим образом: Me L 2 Me S 8 O 14 2- . Точечная группа симметрии блока T — . Один блок T состоит из 4 слоев кислорода, в которых два атома Me L замещают два атома кислорода в двух средних слоях. В одном блоке T есть как октаэдры с центрами Me S , так и тетраэдры с центрами Me S. 3 м {\displaystyle 3м}

Члены семьи

Феррит типа М

Феррит M-типа состоит из чередующихся блоков S и R в последовательности SRS*R*. (* обозначает поворот этого слоя вокруг оси c на 180°.) Химическая формула феррита M-типа - Me L Me S 12 O 19 . Обычные примеры - BaFe 12 O 19 , SrFe 12 O 19 . Он демонстрирует симметрию пространственной группы . Для BaFe 12 O 19 a = 5,89 Å и c = 23,18 Å. [7] M-феррит - очень прочный ферримагнитный материал, поэтому широко используется в качестве магнитов на холодильник, карточных полосок, магнитов в динамиках, магнитного материала в линейных ленточных магнитах . П 6 3 / м м с {\displaystyle P6_{3}/ммс}

Феррит М-типа.

Феррит W-типа

Феррит W-типа, как и M-тип, состоит из блоков S и R, но порядок укладки и количество блоков различны. Последовательность укладки в W-феррите — SSRS*S*R*, а его химическая формула — Me L Me S 18 O 27 . Он обладает симметрией пространственной группы. Одним из примеров феррита W-типа является BaFe 18 O 27 , с a = 5,88 Å и c = 32,85 Å. [8] П 6 3 / м м с {\displaystyle P6_{3}/ммс}

Феррит R-типа

Феррит R-типа имеет химическую формулу Me L Me S 6 O 11 с пространственной группой . В отличие от других гексаферритов, феррит R-типа не имеет блока S. Вместо этого он имеет только одиночные слои B, извлеченные из блока S. Последовательность укладки BRB*R*. П 6 3 / м м с {\displaystyle P6_{3}/ммс}

Феррит Y-типа

Феррит Y-типа имеет химическую формулу Me L 2 Me S 14 O 22 с пространственной группой . Одним из примеров является Ba 2 Co 2 Fe 12 O 22 с a = 5,86 Å и c = 43,5 Å. [9] Феррит Y-типа состоит из блоков S и T с порядком 3(ST) в одной элементарной ячейке. В феррите Y-типа нет горизонтальной зеркальной плоскости. Р 3 ¯ м {\displaystyle R{\bar {3}}м}

Феррит Z-типа

Феррит Z-типа имеет химическую формулу Me L 3 Me S 26 O 41 с пространственной группой . Он имеет сложную укладку SRSTS*R*S*T* в одной элементарной ячейке. Некоторые члены Z-типа могут иметь сложные магнитные свойства вдоль разных направлений. [10] Одним из примеров является Ba 3 Co 2 Fe 24 O 41 с a = 5,88 Å и c = 52,3 Å. П 6 3 / м м с {\displaystyle P6_{3}/ммс}

Феррит типа X

Феррит типа X имеет химическую формулу Me L 2 Me S 30 O 46 с пространственной группой . Порядок укладки в одной элементарной ячейке 3(SRS*S*R*). Одним из примеров является Sr 2 Co 2 Fe 28 O 46 с c = 83,74 Å. [11] Р 3 ¯ м {\displaystyle R{\bar {3}}м}

Ссылки

  1. ^ Пуллар, Роберт С. (2012-09-01). «Гексагональные ферриты: обзор синтеза, свойств и применения керамики гексаферрита». Progress in Materials Science . 57 (7): 1191– 1334. doi :10.1016/j.pmatsci.2012.04.001. ISSN  0079-6425.
  2. ^ Ишивата, Синтаро; Терасаки, Ичиро; Азума, Масаки; Такано, Микио (2008-05-01). «Синтез под высоким давлением и структура нового оксида кобальта типа магнетоплюмбита SrCo12O19». Журнал химии твердого тела . 181 (5): 1273– 1278. Bibcode : 2008JSSCh.181.1273I. doi : 10.1016/j.jssc.2008.02.024. ISSN  0022-4596.
  3. ^ Foo, ML; Huang, Q.; Lynn, JW; Lee, Wei-Li; Klimczuk, Tomasz; Hagemann, IS; Ong, NP; Cava, RJ (2006-02-01). "Синтез, структура и физические свойства рутениевых ферритов: Ba M {\displaystyle M} Ru5O11 (M=Li и Cu) и BaM′2Ru4O11 (M′=Mn, Fe и Co)". Журнал химии твердого тела . 179 (2): 563– 572. doi :10.1016/j.jssc.2005.11.014. ISSN  0022-4596.
  4. ^ Немрава, Сандра; Винник, Денис А.; Ху, Живэй; Валлдор, Мартин; Куо, Чан-Ян; Жеребцов Дмитрий А.; Гудкова Светлана А.; Чен, Цзянь-Те; Тженг, Лю Хао; Ньева, Райнер (3 апреля 2017 г.). «Три степени окисления марганца в гексаферрите бария BaFe12 – xMnxO19». Неорганическая химия . 56 (7): 3861–3866 . doi :10.1021/acs.inorgchem.6b02688. ISSN  0020-1669. ПМИД  28290672.
  5. ^ ab Li, Jun; Medina, Elena A.; Stalick, Judith K.; Sleight, Arthur W.; Subramanian, MA (2016-05-01). "Структурные исследования CaAl12O19, SrAl12O19, La2/3+δAl12–δO19 и CaAl10NiTiO19 со структурой хибонита; признаки необычного типа сегнетоэлектричества". Zeitschrift für Naturforschung B . 71 (5): 475– 484. doi : 10.1515/znb-2015-0224 . ISSN  1865-7117. S2CID  102258634.
  6. ^ Комер, Дж. Дж.; Крофт, У. Дж.; Кестигиан, М.; Картер, Дж. Р. (март 1967 г.). «Исследование соединения PbAl12O19 с помощью рентгеновского и электронного микроскопа». Materials Research Bulletin . 2 (3): 293– 302. doi :10.1016/0025-5408(67)90013-X.
  7. ^ Ounnunkad, S.; Winotai, P. (2006-06-01). «Свойства Cr-замещенных бариевых ферритов M-типа, полученных методом нитрат-цитратного гель-автогорения». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 301 (2): 292– 300. Bibcode : 2006JMMM..301..292O. doi : 10.1016/j.jmmm.2005.07.003. ISSN  0304-8853.
  8. ^ Браун, ПБ (1957). «Кристаллические структуры новой группы ферромагнитных соединений». Philips Res. Rep . 12 : 491–548 .
  9. ^ Shin, HS; Kwon, S.-J. (июнь 1993 г.). "Рентгеновские порошковые дифракционные картины двух гексагональных ферритов Y-типа". Powder Diffraction . 8 (2): 98– 101. Bibcode :1993PDiff...8...98S. doi :10.1017/s0885715600017905. ISSN  0885-7156. S2CID  94413989.
  10. ^ Пуллар, Роберт С. (2012-09-01). «Гексагональные ферриты: обзор синтеза, свойств и применения керамики гексаферрита». Progress in Materials Science . 57 (7): 1191– 1334. doi :10.1016/j.pmatsci.2012.04.001. ISSN  0079-6425.
  11. ^ Wu, Meixia (2020). «Рост монокристаллов и магнитокалорический эффект при комнатной температуре гексаферрита X-типа Sr2Co2Fe28O46». Неорганическая химия . 59 (10): 6755– 6762. doi :10.1021/acs.inorgchem.9b03724. OSTI  1631933. PMID  32364708. S2CID  218504683.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Гексагональный_феррит&oldid=1188913344"