Superparamagnetism of Fe3O4–Fe3 – xTixO4 Composites: Micromagnetic Modeling

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The magnetic properties of Fe3O4–Fe3 – xTixO4 composites synthesized by various methods were simulated based on the model of an ensemble of magnetostatically interacting particles. The results are in good agreement with the hysteresis characteristics of the samples calculated earlier in the framework of the model of chemically heterogeneous two-phase particles. It is shown that the used approach is also applicable to the samples consisting mainly of superparamagnetic particles in which the saturation remanent magneti-zation is provided by the particles blocked due to the magnetostatic interaction.

Авторлар туралы

P. Kharitonskii

Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”

Email: ralin.ayu@dvfu.ru
St. Petersburg, 197022 Russia

K. Gareev

Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”

Email: ralin.ayu@dvfu.ru
St. Petersburg, 197022 Russia

A. Ralin

Far Eastern Federal University

Email: ralin.ayu@dvfu.ru
Vladivostok, 690922 Russia

E. Sergienko

Saint Petersburg State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: ralin.ayu@dvfu.ru
St. Petersburg, 199034 Russia

Әдебиет тізімі

  1. Zhong Y., Liang X., Zhong Y., Zhu J., Zhu S., Yuan P., He H., Zhang J. Heterogeneous UV/Fenton degradation of TBBPA catalyzed by titanomagnetite: Catalyst characterization, performance and degradation products // Water Res. 2012. V. 46. P. 4633–4644.
  2. Zhang J., Zhang C., Wei G., Zhang C., Zhu J., He H., Liang X. Catalytic activity of titanomagnetite in heterogeneous fenton reaction: Contribution from structural Fe2+ and Fe3+ // J. Nanosci. Nanotechnol. 2017. V. 17. P. 7015–7020.
  3. Azarifar D., Abbasi Y., Badalkhani O. Sulfonic acid–functionalized titanomagnetite nanoparticles as recyclable heterogeneous acid catalyst for one–pot solvent–free synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones/thiones // J. Iran. Chem. Soc. 2016. V. 13. P. 2029–2038.
  4. Azarifar D., Asadpoor R., Badalkhani O., Jaymand M., Tavakoli E., Bazouleh M. Sulfamic-acid-functionalized Fe3 – xTixO4 nanoparticles as novel magnetic catalyst for the synthesis of hexahydroquinolines under solvent-free condition // Chemistry Select. 2018. V. 3. P. 13 722–13 728.
  5. Azarifar D., Badalkhani O., Abbasi Y. Silica-modified magnetite Fe3O4 nanoparticles grafted with sulfamic acid functional groups: an efficient heterogeneous catalyst for the synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one and tetrahydrobenzo[b]pyran derivatives // J. Sulfur Chem. 2016. V. 37. P. 656–673.
  6. Liu J., Pearce C.I., Liu C., Wang Z., Shi L., Arenholz E., Rosso K.M. Fe(3 – x)TixO4 nanoparticles as tunable probes of microbial metal oxidation // J. Amer. Chem. Soc. 2013. V. 135. P. 8896–8907.
  7. Pearce C.I., Qafoku O., Liu J., Arenholz E., Heald S.M., Kukkadapu R.K., Gorski C.A., Henderson C.M.B., Rosso K.M. Synthesis and properties of titanomagnetite (Fe(3 – x)TixO4) nanoparticles: A tunable solid-state Fe(II/III) redox system // J. Colloid Interface Sci. 2012. V. 387. P. 24–38.
  8. McElhinny M.W., McFadden P.L. Paleomagnetism: continents and oceans // Academic Press, San Diego, 2000. 386 p.
  9. Kharitonskii P., Kirillova S., Gareev K., Kamzin A., Gurylev A., Kosterov A., Sergienko E., Valiullin A., Shevchenko E. Magnetic granulometry and Mössbauer spectroscopy of synthetic FemOn–TiO2 composites // IEEE Trans. Magn. 2020. V. 56. P. 7200209.
  10. Харитонский П.В., Костеров А.А., Гурылев А.К., Гареев К.Г., Кириллова С.А., Золотов Н.А., Аникиева Ю.А. Магнитные состояния двухфазных синтезированных частиц FemOn–Fe3 – xTixO4: экспериментальный и теоретический анализ // ФТТ. 2020. Т. 62. № 9. С. 1527–1530.
  11. Kharitonskii P., Zolotov N., Kirillova S., Gareev K., Kosterov A., Sergienko E., Yanson S., Ustinov A., Ralin A. Magnetic granulometry, Mössbauer spectroscopy, and theoretical modeling of magnetic states of Fem On–Fem – xTixOn composites // Chinese Journal of Physics. 2022. V. 78. P. 271–296.
  12. Харитонский П.В., Аникиева Ю.А., Золотов Н.А., Гареев К.Г., Ралин А.Ю. Микромагнитное моделирование композитов Fe3O4–Fe3 – xTixO4 // ФТТ. 2022. Т. 64. № 9. С. 1323–1327.
  13. Hah H.Y., Gray S., Johnson C.E., Johnson J.A., Kolesnichenko V., Kucheryavy P., Goloverda G. Mössbauer spectroscopy of superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles // J. Magn. Magn. Mater. 2021. V. 539. P. 168382.
  14. Dunlop D.J. Superparamagnetic and single-domain threshold sizes in magnetite // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. P. 1780–1793.
  15. Kucheryavy P., He J., John V.T., Maharjan P., Spinu L., Goloverda G.Z., Kolesnichenko V.L. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles with variable size and an iron oxidation state as prospective imaging agents // Langmuir. 2013. V. 29. P. 710–716.
  16. Johnson C.E., Johnson J.A., Hah H.Y., Cole M., Gray S., Kolesnichenko V., Kucheryavy P., Goloverda G. Mössbauer studies of stoichiometry of Fe3O4: characterization of nanoparticles for biomedical applications // Hyperfine Interact. 2016. V. 237. P. 27.
  17. Al-Omari I.A., Narayanaswamy V., Halder S., Hamdeh H.H., Alaabed S., Kamzin A.S., Muralee Gopi C.V.V., Khaleel A., Issa B., Obaidat I.M. Mössbauer investigations in hematite nanoparticles // Bioint. Res. Appl. Chem. 2022. V. 12. P. 4626–4636.
  18. Ралин А.Ю., Харитонский П.В. Магнитная метастабильность малых неоднородных ферримагнитных частиц // ФММ. 1994. Т. 78. № 3. С. 38–43.
  19. Щербаков В.П. О функции распределения молекулярных полей в системах со случайно распределенными центрами взаимодействия // ФММ. 1979. Т. 48. № 6. С. 1134–1137.
  20. Альмиев А.С., Ралин А.Ю., Харитонский П.В. Функции распределения полей диполь-дипольного взаимодействия разбавленных магнетиков // ФММ. 1994. Т. 78. № 1. С. 28–34.
  21. Kirschvink J.L., Jones D.S., MacFadden B.J. Magnetite biomineralization and magnetoreception in organisms. A new biomagnetism // Plenum Press. N.Y. 1985. 682 p.
  22. Ралин А.Ю., Харитонский П.В. Влияние тепловых флуктуаций на стабильность магнитного состояния малых двухфазных феррочастиц // ФММ. 2002. Т. 93. № 2. С. 9–14.
  23. Харитонский П.В. Магнитостатическое взаимодействие суперпарамагнитных частиц, рассеянных в тонком слое // ФТТ. 1997. Т. 39. № 1. С. 185–186.
  24. Roberts A.P., Almeida T.P., Church N.S., Harrison R.J., Heslop D., Li Y., Li J., Muxworthy A.R., Williams W., Zhao X. Resolving the origin of pseudo-single domain magnetic behavior // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2017. V. 122. P. 9534–9558.
  25. Starowicz M., Starowicz P., Żukrowski J., Przewoźnik J., Lemański A., Kapusta C., Banaś J. Electrochemical synthesis of magnetic iron oxide nanoparticles with controlled size // J. Nanoparticle Res. 2011. V. 13. P. 7167–7176.
  26. Roberts A.P., Tauxe L., Heslop D., Zhao X., Jiang Z. A critical appraisal of the “Day” diagram // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2018. V. 123. P. 2618–2644.
  27. Néel L. Théorie du traînage magnétique des ferromagnétiques en grains fins avec application aux terres cuites // Annales de Géophysique. 1949. V. 5. P. 99–136.
  28. Харитонский П.В., Фролов А.М. Моделирование магнитостатического взаимодействия в многослойных структурах // Изв. ВУЗов. Физика. 2010. Т. 53. № 3-2. С. 197–200.

© П.В. Харитонский, К.Г. Гареев, А.Ю. Ралин, Е.С. Сергиенко, 2023

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>