Вы здесь

Фізико-хімічні умови синтезу нанокомпозиційних феромагнітних порошків для біомедичного використання

Автор: 
Кущевська Ніна Федорівна
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2003
Артикул:
0503U000571
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

раздел II табл. 4.8).
Присутствующие в исходном растворе соли серебра и платины осложняют процесс
кристаллизации железа: б у этих порошков железа повышено по сравнению с
порошками железа, сформированными в их отсутствие, хотя это повышение
соответствует всего лишь 0,03 % мас. Ag и 0,04 % мас. Pt в решетке железа.
Добавки золота, цинка или меди (в виде солей, в исходный раствор) при
восстановлении ионов этих металлов совместно с ионами железа в среде водорода
практически не влияют на период кристаллической решетки железа. Они так же, как
и в предыдущем случае, не входят в решетку железа (разделы V - VII, табл.
4.8).
Следует отметить, что те изменения параметра решетки, которые наблюдаются при
введении в ферромагнетик металла-добавки в большинстве случаев не превышает
±0,001 ? по сравнению с параметром решетки чистого железа (бFe=2,8666 ?,
[222]), что находится в пределах экспериментальной ошибки его определения в
наших условиях (съемки без эталона). Поэтому, исходя из наших результатов,
нельзя утверждать, что растворимость металла-добавки в ферромагнетике полностью
отсутствует. Возможно, металлы-добавки входят в решетку железа в малых
количествах, недостаточных для их надежного определения дифрактометрическим
методом. Оценка растворимости добавленных металлов в железе с использованием
известного правила Вегарда, осуществленная по максимальному отклонению
параметров решетки композиционных порошков от параметра решетки чистого железа,
наблюдаемых экспериментально (колонка 6 в табл. 4,8), показала, что она весьма
незначительна и не превышает 0,05 % мас. Для окончательного решения вопроса о
возможном вхождении атомов добавленных металлов в решетку железа и их
количестве необходимо использовать прецизионные рентгеновские методы измерения
параметра кристаллической решетки железа или высокочувствительные методы
рентгеноспектрального анализа.
Определенный интерес представляют данные табл. 4.8 (пункт 9) о размерах блоков
мозаики (ОКР) частиц железа, сформированных в присутствии указанных ранее
металлов - добавок к железу. Так, присутствие серебра, меди, золота или платины
в композиционных порошках на основе железа в количестве от 0.1 % мас. до 10.0 %
мас. практически не влияет на размер ОКР (разделы IV, VI, табл.4.8). Добавки
цинка в этих же количествах приводят к изменению размеров блоков мозаики частиц
железа на 30 - 45 ?, что является существенным. Объяснить полученные результаты
в настоящее время не представляется возможным, т.к. необходимы дальнейшие
исследования.
Полученные данные также позволили нам оценить плотность дислокаций для
изучаемых порошков железа и композиций на его основе с другими металлами.
Данные табл.4.8 (пункт 10) показывают, что с для частиц железа имеет порядок
1011 см2, в то время как для отожженного образца железа эта величина составляет
106 – 108 см2, а для холоднодеформированного 1012 см2 [223]. Частицы порошка
железа, и композиции его с изученными добавками имеют ~ один и тот же порядок
плотности дислокаций, несколько отличаясь друг от друга. Однако, следует
отметить, что любые добавки могут несколько уменьшать их плотность и чем больше
металла - добавки, тем сильнее они влияют на это свойство.
Подтверждением описанному служат результаты мессбауэровских исследований,
которые приведены на рис. 4.14 для порошков Fe-Zn и фрагменты дифрактограмм
отожженных порошков Fe-Ag (рис. 4.15) и Fe-Zn (рис. 4.16). Известно, что
величина сверхтонкого магнитного поля на резонирующих ядрах атомов железа, а
значит и степень расщепления ядерных уровней, пропорциональна количеству атомов
примесей в ближайшем окружении ядра, испытывающего резонансное поглощение. Чем
меньше атомов примесей в ближайшем окружении резонирующего ядра, тем меньше
сверхтонкое поле на ядре и меньше степень расщепления ЯГР-спектра [224].Из
рис.4.14 видно, что положение пиков резонансного поглощения в порошках Fe-Zn не
зависит от концентрации цинка и соответствует чистому б-Fe. Из этого следует,
что по сравнению с чистым б-Fe в порошках Fe-Zn в ближайшем окружении атомов
железа атомы цинка отсутствуют и твердый раствор с ним не образуют. Это
согласуется с результатами рентгеноструктурных исследований.
Полученные экспериментальные данные для порошков Fe-Ag, Fe-Au, Fe-Cu согласно
диаграммам состояний для этих систем можно объяснить тем, что при температуре
формирования металлических порошков (390±10°С) металлы- добавки практически
нерастворимы в железе.
Рис.4.14. Мессбауэровские спектры поглощения порошков железо – цинк
Труднее объяснить, почему образование твердых растворов не происходит при
получении порошков Fe-Pt и Fe-Zn. Известно, что растворимость этих
металлов-добавок при той же температуре составляет -10,0% и 3,5%,
соответственно. [225].

Рис 4.15. Фрагменты дифрактограмм композиционных порошков
Fe-Ag (Ag 10% мас.) в исходном состоянии (1) и после отжигов при температурах
500 (2), 700(3) и 950(4)°С в течение 30 минут
Возможно, отсутствие сплавообразования в термохимических порошках железа с
металлами-добавками обусловлено тем, что в процессе кристаллизации оксалаты
железа и оксалаты металлов-добавок образуются независимо друг от друга. Поэтому
зарождение и рост частиц железа и металлов-добавок и их восстановление могут
быть

Рис. 4.16. Фрагменты дифрактограмм композиционных порошков Fe-Zn (Zn 10% мас.)
в исходном состоянии (1) и после отжигов при температурах 500 (2), 700(3) и
950(4)°С в течение 30 минут
пространственно разделены. Температура, при которой происходит формирование
металлических частиц не превышает 400°С, по-видимому, недостаточна для
протекания проце