×
20.08.2014
216.012.eb76

СПИН-СТЕКОЛЬНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к разработке новых магнитных материалов с магнитным состоянием спинового стекла и может найти применение в химической промышленности и электронной технике, в частности, для разработки моделей новых типов устройств магнитной памяти. Спин-стекольный магнитный материал TbFeTiO включает железо, титан, кислород и тербий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Tb - 37,61; Fe - 13,22; Ti - 22,66; О - 26,51. Способ получения тербийсодержащего спин-стекольного материала включает приготовление шихты из оксидов FeO, TbО и TiO, формование таблеток и их спекание в четыре этапа, максимальная температура отжига составляет 1250°C. Техническим результатом изобретения является получение нового магнитного материала с состоянием спинового стекла, с отсутствием сильно поглощающих нейтроны элементов. 2 табл., 2 ил.
Основные результаты: Спин-стекольный магнитный материал, включающий железо, титан, кислород и редкоземельный элемент, отличающийся тем, что в качестве редкоземельного элемента содержит тербий при следующем соотношении, мас.%:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к созданию новых магнитных материалов, а именно материалов с магнитным состоянием спинового стекла, которое характеризуется хаотичной фиксированной ориентацией спинов, и может найти применение в химической промышленности и электронной технике, в частности, для разработки моделей новых типов устройств магнитной памяти.

В связи с постоянным интересом к поиску новых материалов, перспективных для использования в различных областях техники, целенаправленное получение веществ с разнообразными магнитными свойствами и типами магнитного упорядочения является одной из актуальных задач физики конденсированного состояния. Разработка и создание магнитных материалов требует исследования их свойств. Среди методов исследования нейтронография дает однозначную информацию о магнитной структуре, о магнитных фазовых состояниях и их изменении. Преимущества нейтронографических методов исследования связаны со свойствами нейтронов, в частности, с наличием магнитного момента, что приводит к их рассеиванию, обусловленному взаимодействием не только с атомными ядрами, но и с имеющими магнитные моменты электронными оболочками.

Известно четырехкомпонентное соединение GdFeTi2O7 [Г.А. Петраковский, Т.В. Дрокина, Д.А. Великанов, О.А. Баюков, М.С. Молокеев, А.В. Карташев, А.Л. Шадрина, А.А. Мицук, ФТТ 54, 1701 (2012)], обладающее свойствами спинового стекла.

Этот материал из-за содержания элемента Gd поглощает нейтроны и имеет низкую намагниченность.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является самарийсодержащий спин-стекольный магнитный материал SmFeTi2O7 [патент RU №2470897 C2, C04B 35/40 (2011)], содержащий железо, титан, кислород и редкоземельный элемент - самарий при следующем соотношении, ат.%: Fe - 9,09; Ti - 18,18; О - 63,64; Sm - 9,09.

В формировании магнитного состояния прототипа участвуют два вида магнитных ионов: редкоземельный ион Sm3+ и ион железа Fe3+.

Недостатками известного технического решения являются высокое поглощение нейтронов и сравнительно низкая намагниченность. Высокое поглощение нейтронов обеспечивает входящий в состав соединения самарий (сечение захвата нейтронов 6800 барн), что затрудняет проведение нейтронографических исследований.

Техническим результатом изобретения является получение нового магнитного материала TbFeTi2O7 с состоянием спинового стекла, с отсутствием элементов, сильно поглощающих нейтроны, и обладающего повышенной намагниченностью.

Таблица 1
Режим температурной обработки в технологическом процессе изготовления тербийсодержащего спин-стекольного магнитного материала
№ отжига Температура отжига, °C Длительность отжига, час.
1 1200 24
2 1200 16
1250 8
3 1250 24
4 1250 24

Заявляемое техническое решение иллюстрируется следующим.

В табл.2 приведены содержание элементов, симметрия кристаллической решетки и параметры элементарной ячейки. Согласно результатам рентгеноструктурного анализа тербийсодержащий спин-стекольный магнитный материал имеет ромбическую кристаллическую структуру (пространственная группа Pcnb).

На фиг.1 показана температурная зависимость магнитного момента заявляемого соединения (охлаждение образца в магнитном поле H=0,05 T (FC) и без поля H=0 T (ZFC)). Как видно из рис.1, магнитный момент зависит от магнитной предыстории образца при температурах ниже температуры замерзания Tf=7 K. Это является характерной особенностью магнитоупорядоченных веществ с магнитным состоянием спинового стекла.

На фиг.2 представлены температурные зависимости намагниченности заявляемого тербийсодержащего спин-стекольного магнитного материала и прототипа самарийсодержащего спин-стекольного магнитного материала (охлаждение образцов в магнитном поле H=0,05 T). Сравнительный анализ показывает, что намагниченность заявляемого технического решения выше, чем у прототипа.

Таблица 2
Содержание элементов в тербийсодержащем спин-стекольном магнитном материале и параметры элементарной ячейки
Содержание элементов, мас.% Кристаллическая решетка Параметры элементарной ячейки Значения параметров элементарной ячейки
Tb Fe Ti O Ромбическая, пространственная группа Pcnb a, Å 9.8568(1)
b, Å 13.5942(2)
c, Å 7.3788(1)
37,61 13,22 22,66 26,51 V, Å3 988.73(2)

Указанный технический результат достигается тем, что в спин-стекольном магнитном материале, включающем железо, титан, кислород и редкоземельный элемент, новым является то, что в качестве редкоземельного элемента содержится тербий при следующем соотношении мас.%:

Tb 37,61
Fe 13,22
Ti 22,66
O 26,51

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое изобретение отличается от известного составом, магнитными характеристиками (более высокой намагниченностью), низким сечением захвата нейтронов, допускающим проведение нейтронографических исследований. Таким образом, признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Замещение в составе известного технического решения самария на тербий позволяет устранить указанные недостатки прототипа. В формировании магнитного состояния участвуют два вида магнитных ионов: редкоземельный ион Tb3+ и ион железа Fe3+. Заявляемый материал обладает магнитным состоянием спинового стекла, слабо поглощает нейтроны, сечение захвата нейтронов тербия составляет 44 барн (в сравнении самарий - 6800 барн). Кроме того, полученное соединение обладает более высокой по сравнению с соединением SmFeTi2O7 намагниченностью.

Способ получения тербийсодержащего спин-стекольного магнитного материала представляет собой твердофазный синтез. В качестве исходных компонентов используются оксиды Fe2O3, TiO2 и Tb2O3 при следующем соотношении, масс.%:

Fe2O3 - 18,90; TiO2 - 37,81; Tb2O3 - 43,29.

Исходные соединения, составляющие шихту, перед развеской высушиваются в течение 6 часов при температуре 105°C, смешиваются и перетираются вручную пестиком в ступке с добавлением этилового спирта. Из приготовленной шихты с помощью пресс-формы формируются таблетки под давлением около 10 кбар диаметром 10 мм и толщиной 1,5-2,0 мм. Таблетки помещают в алундовый тигель и отжигают в печи. Нагрев печи осуществляется со скоростью 150 град/час и регулируется программным регулятором. Температура в печи измеряется с помощью платино-родиевых термопар с точностью 0,1°C. Охлаждение печи происходит естественным путем. Отжиг производится в четыре этапа (табл.1). Максимальная температура отжига 1250°C. После завершения каждого этапа синтеза таблетки вновь перетираются, прессуются и снова помещаются в печь для последующего отжига.

Химический и фазовый состав полученных образцов контролируется методом рентгеноструктурного анализа, а также с помощью оптического микроскопа после каждого этапа синтеза.

Таким образом, заявляемый материал, полученный из оксидов железа, титана, тербия, магнитная подсистема которого формируется ионами железа и тербия, обладает магнитным состоянием спинового стекла, а также содержит элемент Tb с низким сечением захвата нейтронов.

Новый магнитный материал, отвечающий формуле TbFe1-xTi2+xO7 (x=0, 005), с одной стороны, расширяет класс магнитных соединений с магнитным состоянием спинового стекла, с другой стороны, исследовательские возможности изучения материалов в физике неупорядоченного состояния.

Спин-стекольный магнитный материал, включающий железо, титан, кислород и редкоземельный элемент, отличающийся тем, что в качестве редкоземельного элемента содержит тербий при следующем соотношении, мас.%:
СПИН-СТЕКОЛЬНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ
СПИН-СТЕКОЛЬНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 32.
10.05.2013
№216.012.3e98

Магнитометр со сверхпроводящим квантовым интерферометрическим датчиком

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика, медицина, биомагнетизм. Сущность изобретения заключается в том, что магнитометр со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481591
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.41ab

Криостат

Изобретение относится к устройствам для охлаждения с применением сжиженных газов и может быть использовано при проведении низкотемпературных исследований. Криостат содержит стеклянные цилиндрические сосуды Дьюара для жидкого азота и жидкого гелия. Сосуд Дьюара для жидкого гелия размещен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482381
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.08.2013
№216.012.64e9

Криостат

Криостат относится к устройствам для охлаждения с применением сжиженных газов и может быть использован при проведении низкотемпературных исследований. Криостат содержит наружный и внутренний стеклянные цилиндрические сосуды Дьюара, капку, уплотнительные кольца и амортизирующую прокладку....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491470
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.12.2013
№216.012.8d6d

Способ получения аморфных магнитных пленок со-р

Изобретение относится к области химического осаждения аморфных магнитных пленок Co-P, например, на полированное стекло и может быть использовано в вычислительной технике. Способ включает очистку стеклянной подложки, двойную сенсибилизацию в растворе хлористого олова с промежуточной обработкой в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501888
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.01.2014
№216.012.9903

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Технический результат заключается в расширении высокочастотной полосы заграждения полосно-пропускающего микрополоскового фильтра и уменьшении его размеров. Микрополосковый фильтр содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504870
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.05.2014
№216.012.c09e

Сквид-магнитометр для фотомагнитных исследований

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой СКВИД-магнитометр для фотомагнитных исследований и может быть использовано для измерения переменных магнитных величин при проведении магнитных измерений при изучении физики магнитных явлений, фотоиндуцированного магнетизма,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515059
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c28f

Управляемый фазовращатель

Управляемый фазовращатель относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться для управления фазой сигналов в антенных решетках и системах передачи информации. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Управляемый фазовращатель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515556
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.09.2014
№216.012.f2b9

Способ получения порошков гидрида магния в плазме высокочастотной дуги

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при гидрировании металла, в частности магния. Способ получения порошков гидрида магния в плазме высокочастотной дуги заключается в диспергировании порошка Mg в присутствии катализатора Ni в потоке гелия и водорода в плазме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527959
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.10.2014
№216.012.fc69

Способ измерения магнитного момента образцов на сквид-магнитометре

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, палеомагнетизм, биомагнетизм. В способе измерения магнитного момента образцов на СКВИД-магнитометре,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530463
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.12.2014
№216.013.1081

Устройство для измерения поглощающей и излучающей способностей тонкопленочного образца

Изобретение относится к области теплометрии и может быть использовано для измерения поглощающей и излучающей способностей тонкопленочных образцов, например образцов теплозащитных экранов, используемых в космической промышленности. Устройство для измерения поглощающей и излучающей способностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535648
Дата охранного документа: 20.12.2014
Показаны записи 1-10 из 39.
10.05.2013
№216.012.3e98

Магнитометр со сверхпроводящим квантовым интерферометрическим датчиком

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика, медицина, биомагнетизм. Сущность изобретения заключается в том, что магнитометр со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481591
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.41ab

Криостат

Изобретение относится к устройствам для охлаждения с применением сжиженных газов и может быть использовано при проведении низкотемпературных исследований. Криостат содержит стеклянные цилиндрические сосуды Дьюара для жидкого азота и жидкого гелия. Сосуд Дьюара для жидкого гелия размещен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482381
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.12.2013
№216.012.8d6d

Способ получения аморфных магнитных пленок со-р

Изобретение относится к области химического осаждения аморфных магнитных пленок Co-P, например, на полированное стекло и может быть использовано в вычислительной технике. Способ включает очистку стеклянной подложки, двойную сенсибилизацию в растворе хлористого олова с промежуточной обработкой в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501888
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.01.2014
№216.012.9903

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Технический результат заключается в расширении высокочастотной полосы заграждения полосно-пропускающего микрополоскового фильтра и уменьшении его размеров. Микрополосковый фильтр содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504870
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.05.2014
№216.012.c09e

Сквид-магнитометр для фотомагнитных исследований

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой СКВИД-магнитометр для фотомагнитных исследований и может быть использовано для измерения переменных магнитных величин при проведении магнитных измерений при изучении физики магнитных явлений, фотоиндуцированного магнетизма,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515059
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c28f

Управляемый фазовращатель

Управляемый фазовращатель относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться для управления фазой сигналов в антенных решетках и системах передачи информации. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Управляемый фазовращатель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515556
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.09.2014
№216.012.f2b9

Способ получения порошков гидрида магния в плазме высокочастотной дуги

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при гидрировании металла, в частности магния. Способ получения порошков гидрида магния в плазме высокочастотной дуги заключается в диспергировании порошка Mg в присутствии катализатора Ni в потоке гелия и водорода в плазме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527959
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.10.2014
№216.012.fc69

Способ измерения магнитного момента образцов на сквид-магнитометре

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, палеомагнетизм, биомагнетизм. В способе измерения магнитного момента образцов на СКВИД-магнитометре,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530463
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.12.2014
№216.013.1081

Устройство для измерения поглощающей и излучающей способностей тонкопленочного образца

Изобретение относится к области теплометрии и может быть использовано для измерения поглощающей и излучающей способностей тонкопленочных образцов, например образцов теплозащитных экранов, используемых в космической промышленности. Устройство для измерения поглощающей и излучающей способностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535648
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.1234

Датчик слабых высокочастотных магнитных полей

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой датчик слабых высокочастотных магнитных полей и может применяться в первую очередь в магнитометрии. Датчик содержит диэлектрическую подложку, на верхней стороне которой нанесены полосковые проводники двух микрополосковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536083
Дата охранного документа: 20.12.2014
+ добавить свой РИД