ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллохимия ферритов. Магнитные свойства из "Химия и технология ферритов" Известно несколько типов структур, которые при наличии в них парамагнитных ионов группы железа и других переходных элементов обладают ферримагнитными свойствами. К таким структурам относятся структуры типа шпинели, магнетоплюмбита (гексагональные ферриты), граната, перовскита (ортоферриты). [c.7] Ферриты первых трех типов структур применяют на практике, их строение и свойства относительно хорошо изучены, а природа их магнетизма укладывается в представления, развитые Неелем. Ферриты со структурой типа перовскита практического применения пока не нашли, неясен также механизм возникновения у них магнетизма. [c.7] Ферриты — ионные соединения, в которых анионом является кислород. При описании кристаллических решеток ионных соединений можно исходить из принципа плотнейшей упаковки анионов, так как размеры последних, как правило, значительно больше размеров катионов. [c.7] Анионы могут образовывать плотнейшую упаковку по одному из возможных типов, а катионы располагаются в пустотах, образующихся при укладке анионов. [c.7] Геометрическ заполнить шарами пространство можно бесчисленным количеством способов, однако в реальных соединениях наиболее часто встречаются два слз чая (рис. 1.1). [c.7] На слой шаров А, плотно уложенных на плоскости, второй плоский слой шаров В можно наложить только одним способом, а именно каждый шар В второго слоя положить в лупку, образуемую тремя шарами А нижнего слоя. При этом получается два плотно-упакованных слоя. [c.7] Третий слой можно укладывать по-разному. [c.7] По первому способу укладки центры шаров первого и третьего слоев оказываются на одной прямой, перпендикулярной плоскости укладки, т. е, третий слой повторяет первый. С учетом принятых обозначений полз аем чередование слоев ABA. Если четвертый слой повторяет второй и т. д., то получается чередование слоев по типу АВАВАВ.. . возникающая решетка отвечает гексагональной сингонии. [c.7] По второму способу укладки каждый шар С третьего слоя оказывается в лунке, образуемой шарами второго слоя. Однако под шарами третьего слоя нет шара в первом слое. Получаемый третий слой отличается от первого и второго. Схематически этот вариант показан па рис. 1.1, б, где для наглядности шары на плоскости несколько раздвинуты. При дальнейшей поочередной повторяемости слоев А, В и С получим решетку типа АВСАВСАВС.. ., отвечающую кубической сингонии. [c.8] Элементарная ячейка гексагональной упаковки базисной плоскостью совпадает с плоскостью плотнейшей упаковки, которая перпендикулярна оси симметрии шестого порядка. Постоянная решетки в базисной плоскости а = 2г (г — радиус шара). Высота элементарной ячейки с равна удвоенной высоте тетраэдра, образованного четырьмя шарами (рис. 1.2). Используя рис. 1.2, постоянную с можно найти по формуле с = 4гТ/ . [c.8] Как указывалось, плотность заполнения шарами пространства при плотнейших упаковках составляет 74,05%, остальная часть пространства — 25,95% — остается в виде пустот между шарами. [c.9] В плотнейших упаковках можно выделить пустоты двух типов. Одни пустоты — тетраэдрические — образуются четырьмя шарами, расположенными в вершинах тетраэдра (рис. 1.4, а). Другие пустоты — октаэдрические — образуются восемью шарами, расположенными в вершинах октаэдра (рис. 1.4, б). [c.9] На каждые п шаров, уложенных плотнейшим образом, приходится п октаэдрических пустот и 2п тетраэдрических это соотношение не зависит от типа упаковки. [c.10] Размер тетраэдрической пустоты равен 0,227 г, а октаэдрической — 0,410 г. Кроме того, гексагональная и кубическая ячейки отличаются взаимным расположением пустот (рис. 1.5). [c.10] Пустоты 0 — октаэдрические л — тетраэдрические. Ионы, образующие плотную упаковку — о. [c.10] Название шпинель происходит от природного минерала — благородной шпинели МдЛЬзО. При замене в указанной формуле АР+ на Ре + получаются феррит-шпинели. [c.10] При плотной упаковке анионов в элементарной ячейке образуется 64 тетраэдрических и 32 октаэдрических пустоты. В этих пустотах и располагаются катионы Ме + и Ге , занимающие 8 тетраэдрических пустот (обозначают 8а) и 16 октаэдрических пустот (обозначают 16 1). [c.11] Расположение ионов в двух октантах элементарной ячейки шпинели показано на рис. 1.7. Видно, что тетраэдрические пустоты — или 8а-узлы — находятся в четырех из восьми вершин куба и в одном октанте в центре куба в соседнем октанте центр куба не занят. Октаэдрические пустоты — 16 -узлы — находятся только в том октанте, где в центре нет 8а-узла. Образование октаэдрической пустоты для иона I происходит с участием двух ионов 0 (пунктир , находящихся вне пределов данных октанов. [c.11] Параметр решетки шпинели, если считать ее отвечающей принципу плотнейших упаковок, должен быть равен удвоенному значению параметра а (см. рис. 1.3), так как в ячейку шпинели входит 8 таких кубиков, и вдоль одного ребра располагаются два кубика. В таком случае с учетом размера аниона О (г = 1,4 А) получаем а = 47-Т/1 8,0 А. [c.11] Вернуться к основной статье