CC BY
71
УДК 549.5:54—165:536.21:536.413:537.31/.32
Л. А. Башкиров, А. А. Глинская, И. А. Великанова, Г. П. Дудчик
Белорусский государственный технологический университет
СИНТЕЗ НОВЫХ МУЛЬТНФЕРРОНКОВ НА ОСНОВЕ ФЕРРИТА ВИСМУТА BiFeO3 СО СТРУКТУРОЙ ПЕРОВСКИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ ПРЕКУРСОРОВ ФЕРРИТОВ ВИСМУТА ДРУГИХ СТРУКТУР
Методом твердофазных реакций были впервые синтезированы твердые растворы мульти-ферроиков состава В^-хЬпхРе03 (Ьп = Ьа, Рг; х = 0,05; 0,1) с использованием прекурсоров - ферритов состава В^-хЬпхРе409 (х = 0,2; 0,4) и оксида висмута Б1203. Для синтеза мультиферроиков порошки прекурсоров и оксида висмута смешивались в стехиометрических соотношениях согласно реакции В^-хЬпхРе409 + В1203 = 4В^-хЬпхРе03 и отжигались при различных температурно-временных режимах. Анализ дифрактограмм полученных мультиферроиков подтвердил, что поликристаллические образцы В^,95Ьа0,05ре03, В^),9Ьао,1Ре03 и В%5Рг0,05ре03 имели кристаллическую структуру ромбоэдрически искаженного перовскита. Дифрактограммы образцов В10,95Ьа0,05Ре0з, обожженных при Т = 830°С и при Т = 900°С в течение 30 мин, показали наличие следовых количеств примесных фаз - В12Ре409 и В125Ре039. При более длительном времени обжига (4 ч при Т = 900°С) синтезированы однофазные образцы В%5Ьа0,05Ре03. Однофазные образцы В109Ьа0,1Ре03 получены обжигом при Т = 900°С на протяжении 30 мин. Образец В10,95Рг0,05Ре03, синтезированный при Т = 830°С в течение 30 мин, был однофазным. На рентгенограммах образцов, полученных при двух других режимах (Т = 830°С, 4 ч и Т = 900°С, 4 ч), также отсутствовали рефлексы примесных фаз - В12Ре409 и В125Ре039, но интенсивность рентгеновских линий была несколько ниже, что связано, очевидно, с близостью температур обжига к температурам плавления соединений В12Ре409 (960°С) и В1Ре03 (930°С) и более длительным временем обжига.
Таким образом, разработан новый, достаточно технологичный метод синтеза твердых растворов на основе феррита висмута В1Ре03 состава В11-хЬпхРе03 (Ьп = Ьа, Рг; х = 0,05; 0,1) по реакции В12-хЬпхРе409 + В1203 = 4В11-хЬпхРе03, не приводящий к образованию примесных фаз - антиферромагнитной В12Ре409 и парамагнитной В125Ре039.
Ключевые слова: замещенные мультиферроики, ферриты, твердофазный метод, твердые растворы, прекурсоры.
L. A. Bashkirov, A. A. Glinskaya, I. A. Velikanova, G. P. Dudchik
Belarusian State Technological University
SINTHESIS OF MULTIFERROICS ON THE BASE OF BITHMUS FERRITE BiFeO3 WITH THE STRUCTURE OF PEROVSKITE USING FERRITES OF OTHER CRYSTAL STRUCTURES AS PRECURSORS AND THE OXIDE OF Bi2O3
Solid solutions of substituted multiferroics Bi1-xLnxFeO3 (Ln = La, Pr; x = 0.05; 0.1) were synthesized by means of the solid-state reactions method using Bi2_xLnxFe4O9 (x = 0.2; 0.4) as precursors and the oxide of Bi2O3. For the synthesis of the multiferroics powders of Bi2_xLnxFe4O9 precursors and Bi2O3 oxide were mixed in a stoichiometric ratio according to the reaction Bi2_xLnxFe4O9 + Bi2O3 = = 4Bi1-xLnxFeO3 and calcined at different time-temperature regimes. Analysis of the diffractions patterns of substituted multiferroics showed that the samples Bi095La0.05FeO3, Bi09La01FeO3 and Bi095Pr005FeO3 had crystal structure of rhombohedrally distorted perovskite. Diffractograms of the Bi0 95La0 05FeO3, calcined at T = 830°C and T = 900°C for 30 min, indicated trace amounts of impurity phases such as Bi2Fe4O9 mullite phase and Bi25FeO39 sillenite phase. Synthesis conducted at longer firing time (4 h at T = 900°C) led to the production of the single-phase samples Bi095La0.05FeO3. The single-phase samples Bi09La01FeO3 had been product at T = 900°C, 30 min. The single-phase samples Bi095Pr0 05FeO3 had been product at T = 830°C, 30 min. Diffractograms of the Bi095Pr0 05FeO3, calcined at T = 830°C for 4 h and T = 900°C for 4 h, not indicated impurity phases, but the reflexes' intensity was slightly lower possible because of the closeness of the melting points to the Bi2Fe4O9 (960°C) and BiFeO3 (930°C) to the firing temperature and the longer firing time.
Thus we proposed a new method for preparation of substituted multiferroics Bi1-xLnxFeO3 (Ln = = La, Pr; x = 0.05; 0.1) in accordance with the reaction Bi2_xLnxFe4O9 + Bi2O3 = 4Bi1-xLnxFeO3. This method led to the production of the single-phase samples free from Bi2Fe4O9 anti-ferromagnetic and Bi25FeO39 paramagnetic impurity phases.
Key words: substituted multiferroics, ferrites, solid-phase method, solid solution, precursors.
Введение. На кафедре физической и коллоидной химии БГТУ более 10 лет ведутся исследования сегнетомагнетиков (СМ), или мульти-ферроиков (МФ), - веществ, сочетающих в себе в определенных условиях принципиально разные макросвойства - электрическую и магнитную упорядоченность. Мультиферроики способны откликаться одновременно на воздействие электрического и магнитного полей, в результате чего в них имеет место магнитоэлектрический эффект (МЭ-эффект) - возникновение намагниченности М под действием электрического поля с напряженностью Е и возникновение электрической поляризации Р под действием магнитного поля с напряженностью Н. Явление МЭ-эффекта интенсивно исследуется в различных научных лабораториях мира уже несколько десятков лет, поскольку оно открывает возможность преобразовывать магнитное упорядочение или разупорядочение непосредственно в электрический сигнал и на этой основе создавать материалы и устройства с уникальными функциональными характеристиками для ведения записи, передачи и хранения информации.
Наиболее перспективным МФ, способным найти широкое применение в различных электронных устройствах нового поколения, является феррит висмута Б1БеО3, принадлежащий к группе сложных оксидных однофазных систем со структурой типа перовскита. Феррит висмута - одно из немногих веществ, которые сочетают электрическое и магнитное упорядочение при рекордно высоких температурах. Для него температура Кюри (Тс) равна 1083 К, температура перехода из антиферромагнитного в парамагнитное состояние (Тк) составляет 643 К [1]. При комнатных температурах в тонких пленках (50-500 нм) феррита висмута зафиксированы значения МЭ-эффекта, которые на порядки превышают величины, измеренные при комнатных температурах в других МФ [2]. Однако у объемных образцов феррита висмута МЭ-эффект практически не наблюдается по причинам, обусловленным пространственно-структурными особенностями кристаллической решетки антиферромагнетика Б1БеО3 [3].
Этой проблеме сопутствует другая, связанная с практической невозможностью получения чистого, свободного от нежелательных примесей феррита висмута. Феррит висмута термически нестабилен при температурах спекания, температура его инконгруэнтного плавления по данным разных авторов лежит в интервале от 920-950°С [4, 5]. К тому же концентрационный интервал существования фазы феррита Б1БеО3 узок в отличие от весьма широких областей кристаллизации муллита
Б12Бе4О9 и силленита Б125БеО39, образование которых сопутствует получению Б1БеО3 при взаимодействии оксидов Б12О3 и Бе2О3 [1, 4] и накладывает жесткие термодинамические ограничения на синтез чистого феррита висмута. Достаточно высокая летучесть оксида Б12О3 при температурах спекания оксидов также негативно влияет на процесс получения феррита висмута Б1БеО3, приводя к нарушению стехиометриче-ского соотношения реагентов и образованию примесной фазы муллита Б12Бе4О9 с повышенным содержанием железа по сравнению с Б1БеО3.
Таким образом, при разработке методик синтеза феррита Б1БеО3 керамическим методом и установлении возможных путей улучшения его магнитоэлектрических свойств (переход от тонких пленок к объемным образцам) необходимо решать две задачи. Во-первых, найти способы получения МФ взаимодействием реагентов, отличных от оксидов соответствующих металлов. Во-вторых, провести определенное воздействие на структурные и магнитные параметры кристаллической решетки феррита висмута, приводящее к появлению МЭ-эффекта в объемных образцах вещества. В обзоре [5] отмечается, что улучшение магнитоэлектрических характеристик Б1БеО3 происходит в результате приложения к объемным образцам очень сильных магнитных полей или очень больших механических напряжений, что не может рассматриваться в качестве технологичного метода воздействия на антиферромагнитную и кристаллическую структуры феррита. Однако аналогичный результат можно получить путем частичного замещения ионов висмута и ионов железа ионами других металлов, т. е. путем перехода от чистого феррита Б1БеО3 к его твердым растворам. Показано, что введение в состав феррита висмута ионов других элементов является аналогом механического давления на кристаллическую решетку, которое определенным образом изменяет ее структуру и позволяет получить величины МЭ-эффекта, на порядок превосходящие наблюдаемые ранее [4]. Для замещения ионов Б13+ чаще всего используются ионы редкоземельных элементов, замещение ионов Бе3+ проводят ионами переходных 3а?-металлов (Сг, N1, Со и др.). Поскольку ионы вводимых заместителей и ионы Бе3+ имеют близкие радиусы и сходное строение внешних электронных оболочек, можно ожидать, что частичное замещение ионов железа ионами переходных металлов должно способствовать расширению температурной области существования подобных непрерывных твердых растворов на основе феррита висмута и повышению термической устойчивости замещенного МФ.
Основная часть. Разработка твердофазных методик синтеза феррита висмута В1Ре03 основывалась на поиске наиболее подходящих исходных реагентов, обеспечивающих отсутствие примесей в конечном продукте. При этом параллельно исследовались закономерности влияния одновременного изовалентного замещения ионов В13+ и Ре3+ в В1Ре03 парами ионов: Ьа3+ и Со3+; Рг3+ и Со3+; Ьа3+ и Оа3+ и др. на кристаллическую структуру и электромагнитные свойства образующихся при таком замещении твердых растворов. Совокупность полученных результатов позволяет сделать определенные выводы относительно наиболее оптимального выбора как исходных реагентов для синтеза (так называемых прекурсоров), так и температурно-временного режима обжига реакционных смесей.
Поликристаллические образцы различных прекурсоров, которые использовались для получения замещенных МФ на основе феррита висмута, синтезировались предварительно из оксида висмута В1203, лантана Ьа203, празеодима Рг60ц и железа Ре203 высокой степени чистоты (квалификация «х. ч.»). Реактивный оксид лантана предварительно отжигался при температуре 1000°С в течение 2 ч. Порошки исходных оксидов, взятые в соответствующих молярных соотношениях, смешивали с добавлением этанола и мололи в планетарной мельнице Ри1уеЙ2ейе 6.0 на протяжении 30 мин. Полученную шихту с внесенным этанолом прессовали под давлением 50-75 МПа в таблетки диаметром 25 мм и высотой 5-7 мм, которые затем высушивали на воздухе для удаления спирта в течение 1-2 ч при температуре 100°С. Синтез прекурсоров осуществлялся в две стадии. Вначале высушенные таблетки отжигали на воздухе на подложках из оксида алюминия при температуре 800°С на протяжении 4 ч, затем их дробили, перемалывали до достаточно высокой степени дисперсности, прессовали в бруски длиной 30 мм и сечением 5^5 мм2 и повторно обжигали на воздухе при температуре 800°С в течение 4 ч. Данная методика синтеза прекурсоров обеспечивала более полное взаимодействие реагентов и получение конечного продукта с минимальным содержанием примесных фаз.
Подготовка реакционных смесей прекурсоров к процессу обжига с целью получения твердых растворов ферритов проводилась аналогичным образом, оптимальный температурно-временной режим обжига выбирался в каждом конкретном случае по итогам анализа получаемых результатов.
Идентификация образцов прекурсоров и твердых растворов осуществлялась путем рент-генофазового анализа (РФА). Дифрактограммы
получали на рентгеновском дифрактометре D8 Advance фирмы Bruker в диапазоне углов 2© 20-80 град с использованием Си^а-излуче-ния пошаговым методом съемки. При этом использовались данные картотеки международного центра дифракционных данных (International Centre for Diffraction Data Joint Committee on Powder Diffraction Standards, ICDD JCPDS).
Определение параметров кристаллической решетки проводилось при помощи рентгено-структурного табличного процессора RTP и данных картотеки международного центра дифракционных данных (ICDD JCPDS).
Как уже отмечалось, синтез феррита висмута непосредственно из оксидов висмута и железа не может рассматриваться как удовлетворительный метод получения BiFeO3. В связи с этим нами была исследована возможность получения замещенного феррита висмута составов Bi1-xPrxFe1-xCoxO3 (x = 0; 0,2; 0,5; 1,0) в двойной системе BiFeO3 - PrCoO3 с использованием прекурсоров - феррита висмута BiFeO3 и кобальтита празеодима PrCoO3 [6]. Предварительно прекурсоры получались спеканием соответствующих оксидов. Сопоставление полученных результатов с данными работы [7], в которой исследовались условия синтеза твердого раствора состава Bi1-xPrxFe1-xCoxO3 (x = 0,5) из оксидов соответствующих металлов, показало, что синтез этих твердых растворов из прекурсоров BiFeO3 и PrCoO3 является более перспективным методом, поскольку дает возможность получения целевого продукта, содержащего меньшее количество примесных фаз по сравнению с образцами, полученными непосредственно из оксидов металлов. Кроме того, синтез из прекурсоров позволил снизить температуру спекания и продолжительность термообработки. В работе [6] нами была предложена схема возможного механизма односторонней и двусторонней диффузии ионов на границах раздела прекурсор BiFeO3 - прекурсор PrCoO3.
Дальнейшим развитием разрабатываемого направления получения перспективных сегне-томагнетиков на основе феррита висмута явилось исследование условий их твердофазного синтеза с использованием обогащенного висмутом парамагнитного прекурсора Bi25FeO39 с оксидом железа по реакции
Bi25FeO39 + 12Fe2O3 = 25BiFeO3.
В работе [8] были выбраны наиболее оптимальные условия синтеза поликристаллических образцов BiFeO3: Т = 800°С при времени 2 ч. При этом удалось снизить содержание примесных фаз - муллита Bi2Fe4O9 и силленита Bi25FeO39 от «5% (синтез непосредственно из оксидов металлов [7]) до ~ 3%.
Анализ дифрактограмм показал [8], что синтезированные таким образом образцы феррита Б1РеО3 имели кристаллическую структуру ромбоэдрического перовскита.
Далее нами были исследованы условия синтеза кристаллических образцов твердых растворов мультиферроиков Б1095Ьа005РеО3, Б10,9Ьа0,1РеО3 [9] и Б10,95Рг0,05РеО3с использованием прекурсоров на основе феррита висмута Б12Ре4О9 - замещенных ферритов составов Б118Ьао,2Ре4О9, Б11,6Ьа04Ре4О9, Б118Рг0,2Ре4О9 и оксида висмута Б12О3.
Первая стадия синтеза - получение прекурсоров Б12-хЬпхРе4О9 (Ьп = Ьа, Рг; х = 0,2; 0,4) из оксидов висмута, лантана, празеодима и железа по следующим реакциям:
9Б12О3 + Ьа2О3 + 20Ре2О3 = ЮБ^^^Ре^А;
8Б12О3 + 2Ьа2О3 + 20Ре2О3 = ЮБ^^^е^;
9Б12О3 + 1/3РгбОп + 20Ре2О3 = = ЮБ11,8Рг0,2Ре4О9 + 2/3О2.
Вторая стадия - синтез мультиферроиков из полученных прекурсоров и оксида висмута:
Б11,8Ьа0,2Ре4О9 + Б12О3 = 4Б10,95Ьа0,05РеО3;
Б11,6Ьа0,4Ре4О9 + Б12О3 = 4Б10,9Ьа0,1РеО3;
Б11,8Рг0,2Ре4О9 + Б12О3 = 4Б10,95Рг0,05РеО3.
Три последние реакции по своей сути являются аналогами процесса образования феррита висмута Б1РеО3 из муллита Б12Ре4О9 и оксида Б12О3 в соответствии с уравнением
Б12Ре4О9 + Б12О3 = 4Б1РеО3.
Отличие заключается лишь в том, что в исходных прекурсорах ионы висмута частично замещены ионами редкоземельных элементов, в результате чего образуется конечный продукт с соответствующей степенью замещения. Возможности подобной схемы взаимодействия -синтеза твердых растворов на основе феррита висмута с использованием прекурсора, обогащенного железом, исследованы впервые.
На рис. 1 и 2 представлены дифракто-граммы поликристаллических образцов замещенных мультиферроиков Б10,95Ьа0,05РеО3 и Б109Ьа0дРеО3, синтезированных при различных температурно-временных режимах обжига.
Для сравнения на рис. 1 и 2 приведены также дифрактограммы незамещенного феррита висмута Б1РеО3, синтезированного твердофазным методом из соответствующих оксидов [7].
Анализ дифрактограмм образцов замещенного феррита Б10,95Ьа0,05РеО3 показал (рис. 1), что он имеет кристаллическую структуру ромбоэдрически искаженного перовскита. Вместе с тем на дифрактограммах образца, обожженного
при температуре 830°С в течение 30 мин и при температуре 900°С на протяжении 30 мин, присутствуют рефлексы, соответствующие следовым количествам примесных фаз, в частности антиферромагнитной фазы муллита Б12Ре4О9 и парамагнитной фазы силленита Б125РеО39. На рис. 1 эти рефлексы обозначены пунктирными овалами. При этом образец твердого раствора феррита висмута Б1095Ьа005РеО3, синтезированный обжигом при температуре 900°С в течение 4 ч, является однофазным.
20 30 40 50 60 70 80 20, град
Рис. 1. Рентгеновские дифрактограммы феррита Б10,95Ьа0,05РеО3, синтезированного при различных условиях
В12Оз + БезОз = 2В1РеОз
В^ бЬао,4ре409 + В1203 = 4В10,9Ьа0,1реОз
J_a__л_J„^900OC-4ч
Т= 900°С, 30 мин
Т= 830°С, 30 мин
20 30 40 50 60 70 80 20, град
Рис. 2. Рентгеновские дифрактограммы феррита Б10,9Ьа01РеО3, синтезированного при различных условиях
Из анализа дифрактограмм образцов замещенного феррита Б109Ьа0дРеО3, представленных на рис. 2, следует, что образцы, синтезированные обжигом смеси реагентов при температуре 830°С на протяжении 30 мин и при температуре 900°С в течение 4 ч, содержат незначительные количества примесных фаз Б12Ре4О9 и Б125РеО39 (пунктирные круговые линии на рис. 2). Образец, синтезированный при температуре 900°С на протяжении 30 мин, является однофазным
и имеет ромбоэдрическую структуру. При увеличении времени обжига при этой же температуре от 30 мин до 4 ч наблюдался переход от ромбической к орторомбической структуре.
Для синтеза образца феррита Bi0)95Pr0)05FeO3 порошки прекурсора Bi1i8Pr0i2Fe4O9 и оксида Bi2O3 смешивали в стехиометрическом соотношении и обжигали при трех различных темпе-ратурно-временных режимах: I - Т = 900°С, 4 ч; II - Т = 830°С, 4 ч; III - Т = 830°С, 30 мин.
На рис. 3 представлены дифрактограммы поликристаллических образцов замещенного мультиферроика Bi0 95Pr0 05FeO3, полученных при различных режимах термообработки.
Fe2O3 = 2BiFeO3
4H:!i0)95:iDr0e5FeO3
830°С, 30 ми н
20
30
40
50 60 2©i град
—I-г-
70
80
Рис. 3. Рентгеновские дифрактограммы феррита В10,95Рг0,05Ре03, синтезированного при различных условиях
Анализ дифрактограмм (рис. 3) показал, что все образцы феррита В10,95Рг005Ре03 имели кристаллическую структуру ромбоэдрически искаженного перовскита. Вместе с этим на ди-фрактограммах образцов замещенного феррита В10,95Рг0 05Ре03, обожженных при различных температурно-временных режимах, отсутствовали следовые количества нежелательных примесных фаз, в частности антиферромагнитной фазы муллита В12Ре409 и парамагнитной фазы силленита В125Ре039. Увеличение времени обжига до 4 ч при Т = 900°С и Т = 830°С привело лишь к снижению интенсивности основных рентгеновских линий, что видно на представленных дифрактограммах (рис. 3). Очевидно, это связано как с тем, что процесс обжига проводился при температуре, близкой к температурам инконгруэнтного плавления соединений В12ре409 (960°С) и В1Ре03 (930°С), так и с продолжительным временем обжига. Сочетание высокой температуры и длительного времени обжига могло привести к так называемому предплавлению образца и соответствующим образом отразиться на структуре кристаллической решетки твердого раствора.
Для сравнения на рис. 3 приведена также дифрактограмма образца незамещенного феррита висмута В1Ре03, полученного твердофазным методом из соответствующих оксидов [7], из которой следует, что в этом случае феррит висмута загрязнен примесными фазами. На ди-фрактограмме область их существования отмечена круговой пунктирной линией.
В таблице представлены рассчитанные нами параметры кристаллической решетки замещенных ферритов и незамещенного феррита В1Ре03.
Параметры а, а и объем Vэлементарной ячейки для замещенных ферритов Bi0,9La0,1FeO3, Bio,95Lao,o5FeOз, Bio,95Pro,o5FeOз и незамещенного феррита BiFeO3
Температурно-временной режим обжига образцов üi Ä «iград Fi Ä3
Bi0i9La0i1FeO3
Т = 830°С, 30 мин 3i969(6) 89i442 62i545
Т = 900°С, 30 мин 3i967(0) 89i523 62i425
Т = 900°С, 4 ч 3i960(5) 89i607 62i12
BiQi95LaQiQ5FeO3
Т = 900°Ci 4 ч 3i965(8) 89i520 62i364
Bi0i95Pr0i05FeO3
Т = 830°Ci 30 мин 3i952(8) 89i42 61i75
Т = 830°Ci 4 ч 3i951(4) 89i41 61i68
Т = 900°Ci 4 ч 3i949(5) 89i45 61i60
BiFeO3
BiFeO3 [7] 3i962(2) 89i433 62i19
BiFeO3 [10] 3i9600 89i50 62Д0
Заключение. Твердофазным методом синтезированы твердые растворы замещенных мультиферроиков составов В10,95Ьа0 05Ре03, В10,9Ьа0,1ре03 и В10,95Рг0 05Ре03 из прекурсоров В12-хЬпхРе409 (х = 0,2; 0,4) и оксида В1203. Предварительно полученные из соответствующих оксидов висмута, лантана, празеодима и железа термообработкой при Т = 800°С на протяжении 4 ч твердые растворы прекурсоров В11,8Ьа0,2Ре409, В11,6Ьа0,4Ре409 и В11,8Рг0,2Ре409 содержали незначительное количество примесной фазы феррита В1Ре03 и имели кристаллическую структуру муллита.
Установлено, что для синтеза однофазных поликристаллических образцов замещенного мультиферроика состава В10,95Ьа0,05Ре03 оптимальными условиями термообработки смеси прекурсора В11,8Ьа0,2Ре409 и оксида висмута является температура 900°С в течение 4 ч. Для синтеза однофазного замещенного мультиферроика состава В10,9Ьа0,1ре03 из прекурсора В11,6Ьа0,4Ре409 и оксида висмута наиболее оптимальной является температура 900°С при менее продолжительном времени обжига - 30 мин. Синтез однофазного замещенного
мультиферроика состава Б10,95Рг0,05Ре03 из прекурсора Б118Рг0,2Ре4О9 и оксида висмута происходит при наименьших энергетических затратах - оптимальной является температура 830°С при выдержке реакционной смеси в течение 30 мин. При синтезе всех исследованных твердых растворов верхняя температура обжига исходной шихты лимитировалась температурами инконгруэнтного плавления муллита (960°С) и феррита висмута Б1РеО3 (930-950°С).
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что разработанный новый метод твердофазного синтеза замещенных мультифер-роиков на основе феррита висмута приводит к получению однофазных поликристаллических
образцов, свободных от присутствия примесных фаз - антиферромагнитного муллита Б12Ре4О9 и парамагнитного силленита Б125РеО39. Существенное снижение температуры и времени обжига реакционных смесей по сравнению с условиями твердофазного синтеза феррита висмута непосредственно из оксидов металлов и возможность получения свободных от примесей конечных продуктов позволяет считать описанный метод достаточно технологичным и перспективным.
Работа выполнена в рамках комплексного задания ГПНИ на 2016-2020 гг. «Физическое материаловедение, новые материалы и технологии». Подпрограмма «Материаловедение и технологии материалов».
Литература
1. Макоед И. И. Получение и физические свойства мультиферроиков. Брест: БрГУ, 2009. 181 с.
2. Epitaxial BiFeO3 multiferroic thin film heterostructures / J. Wang [et al.] // Science. 2003. Vol. 299. P. 1719-1722.
3. Звездин А. К., Пятаков А. П. Фазовые переходы и гигантский магнитоэлектрический эффект в мультиферроиках // Успехи физических наук. 2004. Т. 174, № 4. С. 465-470.
4. Пятаков А. П., Звездин А. К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // Успехи физических наук. 2012. Т. 182, № 6. С. 593-620.
5. Вербенко И. А., Резниченко Л. А. Инновации в области функционального материаловедения // Инноватика и экспертиза. 2014. Вып. 1 (12). С. 40-54.
6. Синтез твердых растворов Bi1-xPrxFei-xCoxO3 методом твердофазных реакций с использованием прекурсоров BiFeO3 и PrCoO3 / Л. А. Башкиров [и др.] // Труды БГТУ. 2013. № 3: Химия и технология неорган. в-в. С. 16-20.
7. Затюпо А. А. Физико-химические свойства твердых растворов на основе феррита висмута и кобальтитов, галлатов лантана, самария со структурой перовскита: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.21, 02.00.04. Минск, 2013. 190 с.
8. Синтез сегнетомагнетика BiFeO3 из прекурсора Bi25FeO39 и оксида железа Fe2O3 / А. А. Затюпо [и др.] // Труды БГТУ. 2014. № 3: Химия и технология неорган. в-в. С. 44-46.
9. Синтез и структура твердых растворов Bi0 95La0,05FeO3 и Bi09La0,1FeO3, полученных из прекурсоров Bi18Lao,2Fe4O9, Bi16Lao,4Fe4O9 и оксида Bi2O3 / Л. А. Башкиров [и др.] // Труды БГТУ. 2016. № 3: Химия и технология неорган. в-в. С. 93-99.
10. Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00-025-0090.
References
1. Makoed I. I. Polucheniye i fizicheskiye svoystva mul'tiferroikov [Preparation and physical properties of multiferroic]. Brest, BrGU Publ., 2009. 181 p.
2. Wang J., Neaton J. B., Zhen H. Epitaxial BiFeO3 multiferroic thin film heterostructures. Science, 2003, vol. 299, pp. 1719-1722.
3. Zvezdin A. K., Pyatakov A. P. Phase transitions and giant magnetoelectric effect in multiferroics. Uspekhi fizicheskikh nauk [Successes of physical sciences], 2004, vol. 174, no. 4, pp. 465-470 (In Russian).
4. Pyatakov A. P., Zvezdin A. K. Magnetoelectric materials and multiferroics. Uspekhi fizicheskikh nauk [Successes of physical sciences], 2012, vol. 182, no. 6, pp. 593-620 (In Russian).
5. Verbenko I. A., Reznichenko L. A. Innovations in functional materials. Innovatika i ekspertiza [Innovation and expertise], 2014, issue 1 (12), pp. 40-54 (In Russian).
6. Bashkirov L. A., Bolvako A. K., Dudchik G. P., Kris'ko L. Ya. Synthesis of solid solutions Bi1-xPrxFe1-xCoxO3 by means of solid-phase reactions method using BiFeO3 and PrCoO3 as precorsors. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], 2013, no. 3: Chemistry and technology of inorganic substunces, pp. 16-20 (In Russian).
7. Zatyupo A. A. Fiziko-khimicheskiye svoystva tverdykh rastvorov na osnove ferrita vismuta i kobal 'titov, gallatov lantana, samariya so strukturoy perovskita: dis. kand. khim. nauk [Physicochemical
properties of solid solutions based on bismuth ferrite and cobaltites, gallates lanthanum, samarium with perovskite structure. Kand. Diss.]. Minsk, 2013. 190 p.
8. Zatyupo A. A., Bashkirov L. A., Shichkova T. A., Emello G. G. Synthesis ferroelectroomagnet BiFeO3 using Bi25FeO39 as precorsor and iron oxide Fe2O3. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], 2014, no. 3: Chemistry and technology of inorganic substunces, pp. 44-46 (In Russian).
9. Bashkirov L. A., Dudchik G. P., Glinskaya A. A., Velikanova I. A. Synthesis and structure of solid solutions Bi0,95La0,05FeO3 and Bi0,9La0,1FeO3 using Bi1,8La0,2Fe4O9 and Bi1,6La0,4Fe4O9 as precorsors and bismuth Bi2O3. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], 2016, no. 3: Chemistry and technology of inorganic substunces, pp. 93-99 (In Russian).
10. Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standard: Card no. 00-025-0090.
Информация об авторах
Башкиров Леонид Андреевич - доктор химических наук, профессор, профессор кафедры физической и коллоидной химии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Глинская Анна Анатольевна - кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры физической и коллоидной химии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Великанова Ирина Алексеевна - кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры физической и коллоидной химии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Дудчик Галина Павловна - кандидат химических наук, доцент, заведующая кафедрой физической и коллоидной химии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Information about the authors
Bashkirov Leonid Andreevich - DSc (Chemistry), Professor, Professor, the Department of Physical and Colloid Chemistry. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Glinskaya Anna Anatol'yevna - PhD (Chemistry), Senior Lecturer, the Department of Physical and Colloid Chemistry. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Velikanova Irina Alekseevna - PhD (Chemistry), Associate Professor, Assistant Professor, the Department of Physical and Colloid Chemistry. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Dudchik Galina Pavlovna - PhD (Chemistry), Associate Professor, Head of the Department of Physical and Colloid Chemistry. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Поступила 26.04.2017
