Ферри́ты ( оксифе́ры ) — соединения оксида железа Fe ₂ O ₃ с более осно́вными оксидами других металлов , являющиеся ферримагнетиками . Широко применяются в качестве магнитных материалов в радиоэлектронике, радиотехнике и вычислительной технике, поскольку сочетают высокую магнитную восприимчивость с полупроводниковыми или диэлектрическими свойствами.

Структура и свойства ферритов

Ферриты-шпинели

Ферриты со структурой шпинели кристаллизуются в кубической решётке с пространственной группой Fd 3 m , Z = 8 . Их общая формула MeFe ₂ O ₄ , где Me — двухвалентный металл: никель , кобальт , марганец , магний , медь , железо , цинк , кадмий .

Ферриты-гранаты

Ферриты со структурой граната кристаллизуются в кубической решётке с пространственной группой Ia 3 d , Z = 8 . Общая формула: Me ₃ Fe ₅ O ₁₂ , где Me — тяжёлый редкоземельный элемент (от самария до лютеция ) или иттрий . Примером широко используемого феррита из этого класса является Y ₃ Fe ₅ O ₁₂ .

Гексаферриты

Ферриты с гексагональной решёткой (гексаферриты) имеют кристаллическую структуру типа PbFe ₁₂ O ₁₉ с пространственной группой P 6 ₃ / mmc или близкую к ней. В эту группу ферритов входит несколько типов, различающихся общей формулой .

Ортоферриты

Ферриты с ромбической решёткой (ортоферриты) имеют кристаллическую структуру типа искажённой структуры перовскита с пространственной группой Pcmn , Z = 4 и общую формулу MeFeO ₃ , где Me — редкоземельный элемент. Ортоферриты, в отличие от трёх вышеописанных групп (ферримагнетиков), при нормальной температуре являются антиферромагнетиками и становятся ферримагнетиками лишь при температуре ниже нескольких кельвинов .

Химические и физические свойства

Большинство ферритов являются относительно тугоплавкими кристаллическими веществами с достаточно высокой твёрдостью, не растворимыми в воде и органических растворителях. Реагируют с кислотами. При нормальной температуре устойчивы на воздухе, при температурах выше 1000 °C могут диссоциировать. На воздухе при таких температурах ферриты, содержащие Fe ²⁺ и Mn ²⁺ , могут окисляться .

Применение ферритов

Благодаря сочетанию высоких магнитных свойств и низкой электропроводности ферриты широко применяются в технике высоких частот (более 100 кГц). Ферриты используют в качестве магнитных материалов в радиотехнике, электронике, автоматике, вычислительной технике (ферритовые поглотители электромагнитных волн, антенны, сердечники, элементы памяти, постоянные магниты и т. д.).

Основные способы получения ферритов

Поликристаллические ферриты производят по керамической технологии. Из ферритового порошка, синтезированного из смеси исходных ферритообразующих компонентов и гранулированного со связкой, прессуют изделия нужной формы, которые подвергают затем спеканию при температурах от 900 до 1500 °C на воздухе или в специальной газовой атмосфере. В качестве исходных ферритообразующих компонентов применяются смеси оксидов , гидроксидов , оксалатов и карбонатов (иногда их совместно осаждают из раствора) или совместно упаренные растворы солей ( нитраты , сульфаты , двойные сульфаты типа шёнитов . Монокристаллы ферритов выращивают зонной плавкой или методами Вернейля или Чохральского , обычно под давлением кислорода в несколько десятков или сотен атмосфер. Для растворимых ферритов используют гидротермальное выращивание в растворах гидроксида или карбоната натрия , хлорида аммония или смеси хлоридов под давлением от 200 до 1200 атмосфер. Монокристаллы некоторых ферритов (при применении в качестве исходных веществ смеси оксидов) выращивают также из растворов в расплаве (смеси PbO + PbF ₂ , PbO + B ₂ O ₃ , BaO + B ₂ O ₃ или более сложные) .

Для выращивания ферритовых плёнок со структурой шпинели обычно применяют с хлороводородом или другими галогеноводородами в качестве носителя, а для плёнок феррит-гранатов и гексаферритов используют метод жидкостной эпитаксии из растворов в расплаве, а также метод разложения паров (в качестве газообразных исходных материалов применяются, например, β -дикетонаты металлов) .

См. также

• Ферритовый фильтр
• Железо самородное

Примечания

Литература

1. Михайлова М., Филиппов В., Муслаков В. Магнитомягкие ферриты для радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. — М. Радио и связь, 1983.
2. Куневич А. В. Ферриты, каталог М., 1991
3. Куневич А. В., Подольский А. В. Сидоров И. Н. «Ферриты: Энциклопедический справочник. Магниты и магнитные системы. Том 1» издательство Лик, 2004 г.
4. Журавлёв Г.И . Химия и технология ферритов — Ленинград : Химия. Ленингр. отд-ние, 1970. — 191 с.
5. Смит, Я., Вейн, Х. Ферриты. — Москва: Иностранная литература, 1962. — 504 с.
6. Ситидзе, Ю., Сато, Х. . — Москва: Мир, 1964. — 407 с.
7. Такэи Такэси. . — Москва: Металлургия, 1964. — 192 с.

Ссылки

• Ферриты // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
• [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4756.html Химик.ру статья о ферритах]