ферриты
Автор Александр Надсон задал вопрос в разделе Прочее образование
феррит, применение, свойства и получил лучший ответ
Ответ от Ѐома Уаисов[новичек]
Феррит (лат. ferrum — железо) , фазовая составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в α-железе (α-феррит) . Имеет объемноцентированную кубическую кристаллическую решётку. Является фазовой составляющей других структур, например, перлита, состоящего из феррита и цементита.
При температурах выше 1401 °С в железоуглеродистых сплавах образуется твёрдый раствор углерода в δ-железе (δ-феррит) , который можно рассматривать как высокотемпературный феррит.
Свойства
Растворимость углерода в α-феррите 0,02–0,03 % (по массе) при 723 °С, а при комнатной температуре 10-6–10-7 %; в δ-феррите — 0,1 %. Растворимость легирующих элементов может быть весьма значительной или неограниченной. Легирование феррита в большинстве случаев приводит к его упрочнению. Нелегированный феррит относительно мягок, пластичен, сильно ферромагнитен до 768–770 Строение
Микростроение, размеры зерна и субструктура феррита зависят от условий его образования при полиморфном γ—α превращении. При небольшом переохлаждении образуются приблизительно равноосные, полиэдрические зёрна; при больших переохлаждениях и наличии легирующих элементов (Cr, Mn, Ni) феррит возникает по мартенситному механизму и вследствие этого упрочняется. Укрупнение зёрен аустенита часто приводит к образованию при охлаждении видманштеттова феррита, особенно в литых и перегретых сталях. Выделение доэвтектоидного феррита происходит преимущественно на границах аустенитных зёрен.
ФЕРРИТЫ, сложные оксиды железа (Ш) с более основными оксидами др. металлов. Иногда ферриты наз. вообще все ферримагнетики независимо от их хим. природы. Практически важные ферриты относятся к след, структурным группам.
ферриты со структурой шпинели имеют общую ф-лу, где МII - Ni, Со, Mn, Mg, Cu, Fe, Zn, Cd. Они кристаллизуются в кубич. кристаллич. решетке, пространств. группа Fd3m, z = 8. К этой группе относится также ферриты лития LiFe5O8 (можно считать, что в нем ионы M2+ замещены Li+0,5 + Fe3+0,5)· B нормальных шпинелях ионы M2+ расположены в октаэдрич. узлах, а ионы Fe3+ - в тетраэдрических. В обращенных шпинелях половина ионов Fe3+ находится в октаэдрич. позициях, а другая половина этих ионов и ионы M2+ - в тетраэдрических, занимая их статистически. Большей частью существуют смешанные шпинели, в которых оба вида ионов располагаются и в тех и в других позициях. ферриты со структурой шпинели могут растворять значит. кол-ва Fe2O3. Они могут образовывать непрерывные твердые растворы друг с другом, Fe3+ может частично замещаться др. ионами - Al, Cr3+, Ga, In, Sc, а также Ti4+ и т. д.
ферриты со структурой граната кристаллизуются в кубич. кристаллич. решетке, пространств. группа Ia3d, z = 8, имеют общую ф-лу R3Fe5O12, где R - РЗЭ от Sm до Lu, а также Y. Важнейший из них - иттрий-железный гранат Y3Fe5O12 (см. Гранаты синтетические) . В структуре этих ферриты ионы РЗЭ занимают додекаэдрич. позиции, 3/5 ионов Fe3+ -тетраэдрические, остальные 2/5 - октаэдрические. Ионы R могут частично замещаться ионами РЗЭ с большими ионными радиусами (Pr, Nd, La, но не Ce), а также Bi и двухвалентными ионами Ca, Sr, Mn (в этом случае часть Fe3+ замещается ионами с большим зарядом - Sn4+, Zr4+, Ge4+, Ti4+, Si4+ и даже V5+ и т. п.) . Железо в ферриты-гранатах частично может замещаться Al, Ga, Cr3+, In, Sc, причем Al и Ga преим. занимают тетраэдрические, а остальные - октаэдрич. позиции.
Гексаферриты -ферриты с гексагон. структурой типа минерала магнетоплюмбита PbFe12O19 (пространств, группа Р63/ттс) или родственной ей. Различают неск. типов этих ферриты, в частности BaFe12O19 (обозначается M, часто его называют ферроксдюром) , BaM2Fe16O27 (обозначение W, эти ферриты и последующие часто наз. феррокспланами) , BaM2F12O22 (обозначение Y), Ba3M2Fe24O41 (Z), Ba2M2Fe28O46 (X), Ba4M2Fe36O60 (V), где M - Fe2+, Mn, Ni, Со, Zn, Mg, возможна также комбинация, например. Li+ + Fe3+. Кристаллич. структуры гекса-ферритов построены из шпинельных блоков, разделенных гексагон. блоками, в которых расположены ионы Ba (они могут замещаться частично или полностью ионами Ca, Sr или Pb). Возможно замещение ионов Ba трехзарядными ионами, например La, при этом равное кол-во ионов Fe3+ замещается на Fe2+ . Возможно также замещение ионов Fe ионами Al, Ga или комбинацией двух- и четырехзарядных ионов.
Ортоферритами наз. группу ферриты с ромбич. структурой типа искаженной структуры минерала перовскита CaTiO3 (пространств. группа Pcmn, z = 4). Их ф-ла RFeO3, где R -РЗЭ. Структура ортоферритов, подобно другим ферриты, допускает разнообразные изоморфные замещения. Если вышеописанные группы ферриты все являются ферримагнетиками, ортоферриты - антиферромагнетики и только при очень низких температурах (неск. град. К и ниже) становятся ферримагнетиками.
ферриты, как правило, - кристаллич. вещества с сравнительно высокой твердостью и высокими температурами плавления. Они не раств. в воде и орг. растворителях, разлагаются кислотами. Устойчивы на воздухе, но при температурах 1000 0C и выше могут диссоциировать, а содержащие Fe2+ и Mn2+ - окисляться. Соотношение катионов и анионов в ферриты может отличаться от стехиометрического при избытке или недостатке кислорода.