Металл-углеродные нанокомпозиты FeNi/C: получение, фазовый состав, магнитные свойсп

摘要

Получены наноразмерные частицы сплава FeNi в составе металл-углеродных нанокомпозитов. Синтез осуществлялся в условиях ИК-пиролиза прекурсоров, представляющих собой плешки, полученные из совместного раствора поливинилового спирта и гидратов нитратов железа и никеля. Изучены особенности формирования наночастиц FeNi в зависимости от условий синтеза, а также влияние температуры синтеза, структуры и состава нанокомпозитов на их магнитные свойства. Установлено, что наночастицы сплава FeNi могут формироваться путем восстановления наночастиц замещенного никелем магнетита (Ni,Fe)Fe_2O_4 и через восстановление Fe_2O_3 до железа, которое растворяется в никеле либо Ni_3Fe. С повышением температуры синтеза до 700°С средний размер наночастиц изменяется от 6 до 14 нм, распределение по размерам уширяется, а максимум распределения смещается от 3-5 к 9-11 нм. Рост наночастиц происходит за счет агломерации, вызванной структурными изменениями матрицы нанокомпозита при нагреве. Показано, что материалы, полученные при температурах выше 400°С, проявляют ферромагнитные свойства, а при Т = 700°С - свойства, характерные для наноразмерньгх частиц твердого раствора FeNi. С ростом температуры синтеза наблюдается рост намагниченности насыщения, что объясняется восстановлением оксидов железа, формированием и ростом наночастицтвердого раствора FeNi. Изменения коэрцитивной силы при этом определяются увеличением среднего размера наночастиц FeNi синтеза. Коэрцитивная сила максимальна для нанокомпозитов, синтезированных при 600°С, при повышении температуры синтеза коэрцитивная сила снижается из-за формирования более крупных наночастиц.