В ЮУрГУ разрабатывают методы синтеза новых магнитных материалов
Исследование методик синтеза новых магнитных материалов для перспективной техники и технологий провели материаловеды Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ), 18 января сообщает пресс-служба вуза.
Результаты исследования, выполненного в рамках стратегического проекта «Новые перспективные материалы», ученые представили в журнале Ceramics International.
Характеристики новых магнитных материалов, созданием которых занимаются специалисты ЮУрГУ, можно изменять, варьируя их химический состав. Такой метод получения материала с заданными магнитными характеристиками упростит проектирование новых электронных устройств СВЧ диапазона, датчиков температуры, материалов для защиты от электромагнитного излучения, постоянных магнитов.
Руководитель проекта, завкафедрой «Материаловедение и физико-химия материалов», доктор химических наук, профессор РАН Денис Винник пояснил решаемую исследователями задачу:
«Магнитные материалы возможно синтезировать разными способами, но в зависимости от метода получения, могут отличаться и размеры частиц, и свойства материала. При этом состав вещества может оставаться прежним. Одной из важнейших задач проводимых нами работ является развитие методик синтеза новых магнитных веществ путем реализации высокоэнтропийного подхода».
С этими целями ученые из Лаборатории роста кристаллов НИИ «Перспективные материалы и технологии ресурсосбережения» усложняют состав магнитного материала, замещая атомы железа атомами одного, а затем нескольких металлов, таких как алюминий, хром, галлий, индий, кобальт, в различных комбинациях и концентрациях.
«В первую очередь мы решали задачу создания вещества, которое сохранило бы базовую структуру магнетоплюмбита, а при этом большая часть атомов железа оказалась замененной на атомы других элементов. Эти элементы имеют отличающиеся от железа характеристики и, соответственно, создаваемый новый материал будет обладать иными магнитными свойствами», — сообщил доцент кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов», завлабораторией роста кристаллов, кандидат физико-математических наук Владимир Живулин.
Используя этот высокоэнтропийный подход, ученые получили более десяти экспериментальных образцов новых материалов. Из них более половины представляли интерес для исследования их магнитных свойств.
Один из соавторов статьи, профессор кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов» Евгений Трофимов уточнил значение проведенных экспериментов:
«Постепенное увеличение числа элементов, которые в кристаллической решетке встают на позиции атомов железа в исходном материале, дает непрерывный ряд. Анализ получившегося ряда позволяет судить о характере влияния происходящих изменений в структуре вещества на его магнитные свойства. При этом необходимо сохранить структуру, характерную для исходного вещества — структуру магнетоплюмбита».
Руководитель проекта Денис Винник добавил, что «исследование взаимосвязи свойств изучаемых многокомпонентных систем с их структурой полезно для понимания не только свойств высокоэнтропийных оксидов, но и взаимосвязи „состав-структура-свойства“ для любых типов веществ».
Он отметил, что проводимые ими уникальные исследования по созданию высокоэнтропийных веществ со структурой магнетоплюмбита в виде нано- и микропорошков и керамик, монокристаллов не имеют аналогов в мире.
