ФЕРРИТИ - Хімічна енциклопедія

ФЕРРИТИ, складні оксиди заліза(Ш) з більш основними оксидами ін. металів. Іноді феритами зв. взагалі всі феримагнетики незалежно від їхнього хім. природи. Практично важливі ферити відносяться до сліду, структурних груп.

Феррити зі структурою шпинелі мають загальну ф-лу , де М II - Ni, C, Mn, Mg, Cu, Fe, Zn, Cd. Вони кристалізуються в кубіч. кристаліч. ґратах, просторів. група Fd3m, z = 8. До цієї групи відноситься також ферит літію LiFe 5 O 8 (можна вважати, що в ньому іони M 2+ заміщені Li + 0,5 + Fe 3+ 0,5 ) B нормальних шпинелях іони M 2 + розташовані в октаедрич. вузлах, а іони Fe 3+ - у тетраедричних. У звернених шпинелях половина іонів Fe 3+ знаходиться в октаедрич. позиціях, а інша половина цих іонів та іони M 2+ - у тетраедричних, займаючи їх статистично. Здебільшого існують змішані шпинелі, в яких брало обидва види іонів розташовуються і в тих і в інших позиціях. Ферити зі структурою шпинелі можуть розчиняти отже. к-ва Fe 2 O 3 . Вони можуть утворювати безперервні тверді розчини один з одним, Fe 3+ може частково заміщатися ін іонами - Al, Cr 3+ , Ga, In, Sc, а також Ti 4+ і т.д.

Феррити зі структурою граната кристалізуються в кубіч. кристаліч. ґратах, просторів. група Ia3d, z = 8, мають загальну ф-лу R 3 Fe 5 O 12 де R - РЗЕ від Sm до Lu, а також Y. Найважливіший з них - ітрій-залізний гранат Y 3 Fe 5 O 12 (див. Гранати синтетичні). У структурі цих феритів іони РЗЕ займають додекаедрич. позиції, 3/5 іонів Fe 3+ -тетраедричні, інші 2/5 - октаедричні. Іони R можуть частково заміщатися іонами РЗЕ з великими іонними радіусами (Pr, Nd, La, але не Ce), а також Bi і двовалентними іонами Ca, Sr, Mn (у цьому випадку частина Fe 3+ заміщається іонами з великим зарядом - Sn 4 + , Zr 4+ , ​​Ge 4+ , ​​Ti 4+ , ​​Si 4+ танавіть V 5+ тощо). Залізо у феритах-гранатах частково може заміщатися Al, Ga, Cr 3+ , In, Sc, причому Al і Ga переважно. займають тетраедричні, інші - октаэдрич. позиції.

Гексаферити-ферити з гексагон. структурою типу мінералу магнетоплюмбіту PbFe 12 O 19 (просторів, група Р6 3 /ттс) або спорідненою з нею. Розрізняють дек. типів цих феритів, зокрема BaFe 12 O 19 (позначається M, часто його називають ферроксдюром), BaM 2 Fe 16 O 27 (позначення W, ці ферити і наступні часто зв. феррокспланами), BaM 2 F 12 O 22 (позначення Y) , Ba 3 M 2 Fe 24 O 41 (Z), Ba 2 M 2 Fe 28 O 46 (X), Ba 4 M 2 Fe 36 O 60 (V), де M - Fe 2+ , Mn, Ni, Со, Zn, Mg, можлива також комбінація, напр. Li + + Fe 3+ . Кристалліч. структури гекса-феритів побудовані із шпинельних блоків, розділених гексагоном. блоками, в яких брало розташовані іони Ba (вони можуть заміщатися частково або повністю іонами Ca, Sr або Pb). Можливе заміщення іонів Ba тризарядними іонами, напр. La, при цьому рівна кількість іонів Fe 3+ заміщається на Fe 2+ . Можливе також заміщення іонів Fe іонами Al, Ga або комбінацією двох-і чотиризарядних іонів.

Ортоферитами зв. групу феритів із ромбіч. структурою типу спотвореної структури мінералу перовскіту CaTiO 3 (просторів. група Pcmn, z = 4). Їх ф-ла RFeO 3 де R-РЗЕ. Структура ортоферитів, подібно до інших феритів, допускає різноманітні ізоморфні заміщення. Якщо вищеописані групи феритів усі є феримагнетиками, ортоферити - антиферомагнетики і тільки при дуже низьких т-рах (дек. град. К і нижче) стають феримагнетиками.

Феррити, як правило,-кристалліч. в-ва з порівняно високою твердістю та високими т-рами плавлення. Вони не розтв. у воді та орг. р-телеглядах, розкладаються к-тами. Стійкі на повітрі, але прит-рах 1000 0 C і вище можуть дисоціювати, а Fe 2+ і Mn 2+, що містять, - окислюватися. Співвідношення катіонів і аніонів у феритах може відрізнятися від стехіометричного при надлишку або нестачі кисню.

Полікристалліч. ферити виробляють за технологією отримання кераміки спіканням (при т-рах від 900 до 1500 0 C на повітрі або в спец. атмосфері) сумішей оксидів або карбонатів, спільно випарених розчинів солей (нітратів, сульфатів, подвійних сульфатів типу шенітов) гідроксидів, оксалатів, карбонатів. Монокристали феритів вирощують методами Вернейля, Чохральського, зонної плавки (див. монокристалів вирощування) зазвичай під тиском O 2 дек. МПа або дек. десятків МПа. Найчастіше використовують гідротермальне вирощування в розчинах NaOH, Na 2 CO 3 , NH 4 Cl або суміші хлоридів під тиском від 20 до 120 МПа або вирощування з розчинів у розплаві (суміші PbO + PbF 2 , PbO + B 2 O 3 , BaO + B 2 O 3 або більш складні) при застосуванні як вихідні в-в суміші оксидів. Плівки феритів зі структурою шпінелі зазвичай вирощують методом хім. транспортних р-цій з галогеноводородами (HCl) як носій. Плівки феритів-фанатів і гексаферитів вирощують методом рідинної епітаксії з розчинів у розплаві, а також шляхом розкладання парів, напр,-дикетонатів металів.

Феррит використовують як магн. матеріалів в радіотехніці, електроніці, автоматиці, обчислювальній техніці (феритові антени, сердечники, елементи пам'яті і т.д.). Крім описаних, відомі ферити та ін складів і структур, напр. для лужних металів M I FeO 2 , для щел.-зем. M 2 II Fe 2 O 5 і т.д. Багато ферити входять до складу шлаків, спец. цементів тощо.

Літ.: Рабкін Л.І., Соскін С.А., Епштейн Б.Ш., Феріти. Будова, властивості, технологія виробництва, Л.,1968; Журавльов Г.І., Хімія та технологія феритів, Л., 1970; Левін Би.Е., Третьяков Ю.Д., Летю Л. M., Фізико-хімічні основи отримання, властивості та застосування феритів, M., 1979; Летюк Л.М., Журавльов Г.І., Хімія та технологія феритів, Л., 1983. п. І. Федоров.