THE INFLUENCE OF HEAT TREATMENT CONDITIONS ON THE PRODUCTION OF ULTRAFINE IRON-ERBIUM GARNET POWDERS USING ANION RESIN EXCHANGE PRECIPITATION

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Iron-erbium garnet is characterised by low magnetic losses, relatively high magnetisation, high thermal stability and it is used in radio electronics, computing, laser and microwave technology. This work proposes a method for the preparation of nanostructured Er3Fe5O12 powders, including the anion-exchange resin coprecipitation of erbium and iron(III) ions and further temperature treatment of the products. Optimal conditions for anion exchange resin precipitation of a stoichiometric highly active precursor were determined and the influence of the heat treatment regime on the formation process and stability of erbium ferrite-garnet nanoparticles was investigated. The resulting nanomaterials were characterised by X-ray phase analysis, electron microscopy, thermal analysis and Mossbauer spectroscopy. This synthesis method ensures the formation of iron-erbium garnet with a particle size of 26 ± 4 nm at a temperature of 800℃. The established patterns can be used to develop new methods for the synthesis of rare earth compounds with a garnet structure.

About the authors

S. V Saikova

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Krasnoyarsk Science Center (Federal Research Center); Siberian Federal University

Krasnoyarsk, Russia

E. A Kirshneva

Siberian Federal University

Email: eakirshneva@gmail.com
Krasnoyarsk, Russia

N. P Fadeeva

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Krasnoyarsk Science Center (Federal Research Center)

Krasnoyarsk, Russia

O. A Bayukov

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Krasnoyarsk Science Center (Federal Research Center)

Email: khorelena@gmail.com
Krasnoyarsk, Russia

Yu. V Knyazev

Kirensky Institute of Physics, Krasnoyarsk Scientific Center (Federal Research Center)

Krasnoyarsk, Russia

M. N Volochaev

Kirensky Institute of Physics, Krasnoyarsk Scientific Center (Federal Research Center)

Krasnoyarsk, Russia

A. S Samoilo

Institute of Chemistry and Chemical Technology, Krasnoyarsk Science Center (Federal Research Center)

Krasnoyarsk, Russiaa

References

  1. Ristic M., Nowik I., Popovic S. et al. // Mater. Lett. 2003. V 57. № 16-17. Р. 2584. https://doi.org/10.1016/S0167-577X(02)01315-0
  2. Lataifeh M.S., Mahmood S., Thomas M.F. // Phys. B: Condens. Matter. 2002. V. 321. № 1-4. Р. 143. https://doi.org/10.1016/S0921-4526(02)00840-2
  3. Pavasaryte L., Katelnikovas A., Momot A. et al. // J. Lumin. 2019. V. 212. Р. 14. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.04.005
  4. Cornelissen L.J., Liu J., Duine R.A. et al. // Nat. Phys. 2015. V. 11.№ 12. Р. 1022. https://doi.org/10.1038/nphys3465
  5. Boudiar T., Payet-Gervy B., Blanc-Mignon M.-F. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2004. V. 284. Р. 77. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2004.06.046
  6. Tholkappiyan R., Vishista K. // Appl. Surf. Sci. 2015. V. 351. Р. 1016. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.05.193
  7. Petrov D. //J. Chem. Thermodyn. 2015. V. 87. Р. 136. https://doi.org/10.1016/j.jct.2015.03.005
  8. Nakamoto R., Xu B., Xu C. et al. // Phys. Rev. B. 2017. V. 95. № 2. Р. 024434. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.024434
  9. Momma K., Izumi F. // J. Appl. Crystallogr. 2011. V. 44. № 6. Р. 1272. https://doi.org/10.1107/S0021889811038970
  10. Tomasello B., Mannix D., Geprags S. et al. // Ann. Phys. (NY). 2022. V. 447. Р. 169117. https://doi.org/10.1016/j.aop.2022.169117
  11. Maignan A., Singh K., Simon Ch. et al. // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. № 3. https://doi.org/10.1063/1.4776716
  12. Zheng J., Fu Q., Chen X. et al. //J. Mater. Sci. - Mater. Electron. 2021. V. 32.№ 1. Р. 290. https://doi.org/10.1007/s10854-020-04775-9
  13. Bsoul I., Olayaan R., Lataifeh M. et al. // Mater. Res. Express. 2019. V. 6. №7. Р. 076114. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab198b
  14. Ristic M., Popovic S., Music S. et al. // J. Alloys Compd. 1997. V 256. № 1-2. Р. 27. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(96)02951-9
  15. Patron L., Carp O., Mindru I. et al. //J. Therm. Anal. Calorim. 2008. V. 92. № 1. Р. 307. https://doi.org/10.1007/s10973-007-8839-4
  16. Xu H., Yang H., Lu L. // J. Mater. Sci. - Mater. Electron. 2008. V. 19.№ 6. Р. 509. https://doi.org/10.1007/s10854-007-9372-8
  17. Shaiboub R.E., Ibrahim N.B. // J. Nanosci. 2014. V. 2014. P. 158946. https://doi.org/10.1155/2014/158946
  18. Tsidaeva N., Nakusov A., Khaimanov S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11.№ 4. Р. 972. https://doi.org/10.3390/nano11040972
  19. Пашков Г.Л., Сайкова С.В., Пантелеева М.В. и др. // Теор. основы хим. технологии. 2016. Т. 50. № 4. С. 575.
  20. Сайкова С.В., Киршнева Е.А., Фадеева Н.П. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 2. С. 158.
  21. Сайкова С.В., Пантелеева М.В., Киршнева Е.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 10. С. 1191.
  22. Ivantsov R., Evsevskaya N., Saikova S. et al. // Mater. Sci. Eng. B. 2017. V. 226. Р. 171. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2017.09.016.
  23. Пашков Г.Л., Сайкова С.В., Пантелеева М.В. и др. // Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 8. С. 77.
  24. Пашков Г.Л., Сайкова С.В., Пантелеева М.В. и др. // Стекло и керамика. 2013. № 70. С. 225.
  25. Пашков Г.Л., Сайкова С.В., Пантелеева М.В. и др. // Стекло и керамика. 2014. № 71. С. 57.
  26. Kimizuka N., Yamamoto A., Ohashi H. et al. //J. Solid State Chem. 1983. V. 49.№ 1. Р. 65. https://doi.org/10.1016/0022-4596(83)90217-7
  27. Kanke Y., Navrotsky A. // J. Solid State Chem. 1998. V. 141. № 2. Р. 424. https://doi.org/10.1006/jssc.1998.7969
  28. Glasser L. //J. Chem. Thermodyn. 2014. V. 78. Р. 93. https://doi.org/10.1016/j.jct.2014.06.013
  29. Opuchovic O., Kareiva A., Mazeika K. et al. //J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 422. Р. 425. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.09.041
  30. Сайкова С.В., Пашков Г.Л., Пантелеева М.В. Реакционно-ионообменные процессы извлечения цветных металлов и синтеза дисперсных материалов. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2018. 198 c.
  31. Шапиро С.А. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1973. С. 344.
  32. Spahiu K., Bruno J. A selected thermodynamic database for REE to be used in HLNW performance assessment exercises. Cerdanyola: MBT Tecnologia Ambiental, 1995. Р. 91. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/019/28019633.pdf?r=1
  33. Evsevskaya N., Pikurova E., Saikova S.V. et al. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 9. Р. 4542. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03877
  34. Saikova S., Pavlikov A., Karpov D. et al. // Materials. 2023. V. 16. № 6. Р. 2318. https://doi.org/10.3390/ma16062318
  35. Tretyakov Y.D., Sorokin V.V., Kaul A.R. et al. // J. Solid State Chem. 1976. V. 18. № 3. P. 253. https://doi.org/0.1016/0022-4596(76)90104-3
  36. Dabrowa J., Cieslak J., Zajusz M. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41. № 6. Р. 3844. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.12.052
  37. Mohaidat Q.I., Lataifeh M., Mahmood S.H. et al. //J. Supercond. Nov. Magn. 2017. V. 30. Р. 2135. https://doi.org/10.1007/s10948-017-4003-y
  38. Gutlich P., Bill E., Trautwein A.X. Mossbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry: Fundamentals and Applications. Springer Science & Business Media, 2010. Р. 569.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».