RU2592867C1 - Magnetodielectric oxide ceramic material - Google Patents
Magnetodielectric oxide ceramic material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592867C1 RU2592867C1 RU2015131275/07A RU2015131275A RU2592867C1 RU 2592867 C1 RU2592867 C1 RU 2592867C1 RU 2015131275/07 A RU2015131275/07 A RU 2015131275/07A RU 2015131275 A RU2015131275 A RU 2015131275A RU 2592867 C1 RU2592867 C1 RU 2592867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetodielectric
- oxide ceramic
- ceramic material
- effect
- magnetic field
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приготовлению материалов, обладающих магнитодиэлектрическим эффектом, которые могут быть полезны для химической промышленности, материаловедения, спинтроники как новые материалы, допускающие возможность управления величиной диэлектрической проницаемости с помощью внешнего магнитного поля.The invention relates to the preparation of materials having a magnetodielectric effect, which can be useful for the chemical industry, materials science, spintronics as new materials that allow the possibility of controlling the value of the dielectric constant using an external magnetic field.
Известен материал - композиционный магнитный эластомер, состоящий из матрицы высокоэластичного полимера и наполнителя из магнитных частиц, в котором наблюдается изменение диэлектрической постоянной под действием магнитного поля (магнитодиэлектрический эффект) [RU 2522546, МПК H01F 1/00, опубл. 10.02.2014].Known material is a composite magnetic elastomer, consisting of a matrix of highly elastic polymer and a filler of magnetic particles, in which there is a change in the dielectric constant under the influence of a magnetic field (magnetodielectric effect) [RU 2522546, IPC H01F 1/00, publ. 02/10/2014].
Недостатки этого материала заключаются в том, что он характеризуется свойствами, определяемыми полимерной матрицей с низкой температурой плавления, и получен трудоемким процессом изготовления.The disadvantages of this material are that it is characterized by properties determined by a polymer matrix with a low melting point, and obtained by a laborious manufacturing process.
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является четырехкомпонентное оксидное соединение - монокристалл HoAl3(ВО3)4 [A.L. Freydman, A.D. Balaev, A.A. Dubrovskiy, Е.V. Eremin, V.L. Temerov, I.A. Gudim. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 115, 174103 (2014), прототип], характеризующийся изменением диэлектрической постоянной под действием магнитного поля и содержащий гольмий, алюминий, бор и кислород.Closest to the claimed invention in technical essence is a four-component oxide compound - single crystal HoAl 3 (BO 3 ) 4 [AL Freydman, AD Balaev, AA Dubrovskiy, E.V. Eremin, VL Temerov, IA Gudim. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 115, 174103 (2014), prototype], characterized by a change in the dielectric constant under the influence of a magnetic field and containing holmium, aluminum, boron and oxygen.
Недостатки прототипа заключаются в сложности получения монокристаллического соединения и наличии анизотропности магнитодиэлектрического эффекта.The disadvantages of the prototype are the difficulty of obtaining a single crystal compound and the presence of anisotropy of the magnetodielectric effect.
Техническим результатом изобретения является получение нового поликристаллического материала с магнитодиэлектрическим эффектом, обладающего возможностью управления величиной диэлектрической проницаемости с помощью внешнего магнитного поля.The technical result of the invention is to obtain a new polycrystalline material with a magnetodielectric effect, with the ability to control the value of the dielectric constant using an external magnetic field.
Указанный технический результат достигается тем, что магнитодиэлектрический оксидный керамический материал LiCuFe2(VO4)3 получен твердофазным синтезом из исходных компонентов Li2CO3, Fe2O3, V2O5 и CuO, при следующем соотношении, мас. %:The specified technical result is achieved in that the magnetodielectric oxide ceramic material LiCuFe 2 (VO 4 ) 3 is obtained by solid-phase synthesis from the starting components Li 2 CO 3 , Fe 2 O 3 , V 2 O 5 and CuO, in the following ratio, wt. %:
Li2CO3 - 14,93;Li 2 CO 3 - 14.93;
Fe2O3 - 32,26;Fe 2 O 3 32.26;
V2O5 - 36,74;V 2 O 5 - 36.74;
CuO - 16,07.CuO - 16.07.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое изобретение отличается качественным и количественным составом. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».Comparative analysis with the prototype shows that the claimed invention is distinguished by qualitative and quantitative composition. These differences allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed solution from the prototype are not identified in the study of this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed technical solution according to the criterion of "inventive step".
На фиг. представлена кривая зависимости диэлектрической проницаемости 8 заявляемого соединения от магнитного поля Н.In FIG. the dependence of the dielectric constant 8 of the claimed compound on the magnetic field N.
Изобретение осуществляется следующим образом. Способ получения материала, обладающего магнитодиэлектрическим эффектом и допускающего возможность управления величиной диэлектрической проницаемости с помощью внешнего магнитного поля, представляет собой твердофазный синтез. В качестве исходных компонентов используются окислы Li2CO3, Fe2O3, V2O5 и CuO при следующем соотношении мас. %: 14,93; 32,26; 36,74 и 16,07, соответственно.The invention is as follows. A method of obtaining a material having a magnetodielectric effect and allowing the possibility of controlling the value of the dielectric constant using an external magnetic field is a solid-phase synthesis. As the starting components are used oxides Li 2 CO 3 , Fe 2 O 3 , V 2 O 5 and CuO in the following ratio wt. %: 14.93; 32.26; 36.74 and 16.07, respectively.
Исходные компоненты, составляющие шихту, перед развеской высушиваются в течение 6 часов при температуре 105°C, смешиваются и перетираются вручную пестиком в ступке с добавлением этилового спирта. Шихта составляется с учетом фактического содержания основного вещества в материале. Из приготовленной шихты с помощью пресс-формы формуются таблетки под давлением около 10 кбар диаметром 10 мм и толщиной 1,5-2,0 мм. Таблетки помещаются в алундовый тигель и отжигаются в печи. Нагрев печи осуществляется со скоростью 150 град/час и регулируется программным регулятором. Точность измерения температуры в печи составляет 0,1°C. Перепад температур в рабочей области печи не превышает 5°C. Охлаждение печи происходит естественным путем. Отжиг проводится в два этапа (Таблица 1). После завершения первого отжига таблетки перетираются, полученный порошок формуется в таблетки и осуществляется второй отжиг.The initial components that make up the charge, before hanging, are dried for 6 hours at a temperature of 105 ° C, mixed and manually rubbed with a pestle in a mortar with the addition of ethyl alcohol. The mixture is prepared taking into account the actual content of the main substance in the material. Using the mold, tablets are formed from the prepared mixture under a pressure of about 10 kbar with a diameter of 10 mm and a thickness of 1.5-2.0 mm. The tablets are placed in an alundum crucible and annealed in an oven. The heating of the furnace is carried out at a speed of 150 degrees / hour and is regulated by a program controller. The accuracy of the temperature measurement in the furnace is 0.1 ° C. The temperature difference in the working area of the furnace does not exceed 5 ° C. The cooling of the furnace occurs naturally. Annealing is carried out in two stages (Table 1). After completion of the first annealing, the tablets are ground, the resulting powder is molded into tablets and a second annealing is carried out.
Химический и фазовый состав синтезированных образцов контролировался методом рентгеноструктурного анализа. Порошковая рентгенограмма LiCuFe2(VO4)3 отснята при комнатной температуре на дифрактометре D8 ADVANCE фирмы Bruker, используя линейный детектор VANTEC и Cu-Кα излучение. На рентгенограмме не обнаружено рефлексов, соответствующих фазам примесей. В таблице 2 показано содержание элементов в синтезированном поликристаллическом соединении. В таблице 3 приведены основные кристаллографические характеристики соединения LiCuFe2(VO4)3 и параметры рентгеновского эксперимента.The chemical and phase composition of the synthesized samples was controlled by x-ray diffraction analysis. The X-ray powder diffraction pattern of LiCuFe 2 (VO 4 ) 3 was recorded at room temperature on a Bruker D8 ADVANCE diffractometer using a VANTEC linear detector and Cu-Kα radiation. On the x-ray, no reflections corresponding to phases of impurities were found. Table 2 shows the content of elements in the synthesized polycrystalline compound. Table 3 shows the main crystallographic characteristics of the compound LiCuFe 2 (VO 4 ) 3 and the parameters of the x-ray experiment.
На фиг. показана кривая зависимости диэлектрической проницаемости ε заявляемого соединения от магнитного поля Н. Из фиг. следует, что приложение магнитного поля приводит к увеличению диэлектрической проницаемости 8, то есть полученный материал LiCuFe2(VO4)3 обладает магнитодиэлектрическим эффектом. Экспериментально показано, что связь между электрической и магнитной подсистемами в соединении LiCuFe2(VO4)3 дает возможность изменять электрические свойства с помощью магнитного поля.In FIG. the dependence of the dielectric constant ε of the claimed compound on the magnetic field H is shown. From FIG. it follows that the application of a magnetic field leads to an increase in the dielectric constant 8, that is, the obtained material LiCuFe 2 (VO 4 ) 3 has a magnetodielectric effect. It has been experimentally shown that the relationship between the electrical and magnetic subsystems in the LiCuFe 2 (VO 4 ) 3 compound makes it possible to change the electrical properties using a magnetic field.
Полученный новый материал, отвечающий формуле LiCuFe2(VO4)3, расширяет ряд материалов, допускающих возможность управления величиной диэлектрической проницаемости внешним магнитным полем.The resulting new material, corresponding to the formula LiCuFe 2 (VO 4 ) 3 , expands a number of materials that allow the possibility of controlling the value of the dielectric constant by an external magnetic field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131275/07A RU2592867C1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Magnetodielectric oxide ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131275/07A RU2592867C1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Magnetodielectric oxide ceramic material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2592867C1 true RU2592867C1 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=56557080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015131275/07A RU2592867C1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Magnetodielectric oxide ceramic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2592867C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670973C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-10-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Sodium, vanadium, iron and nickel based ceramic oxide magnetic material |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0684622A (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-25 | Tokin Corp | Radio wave absorber |
| JPH0891917A (en) * | 1994-09-19 | 1996-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ferrite material and its production |
| KR20120115810A (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-19 | 주식회사 이엠따블유 | Nizncu ferrite and preparation method thereof |
| RU2522546C2 (en) * | 2012-07-16 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Magnetic elastomer |
-
2015
- 2015-07-27 RU RU2015131275/07A patent/RU2592867C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0684622A (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-25 | Tokin Corp | Radio wave absorber |
| JPH0891917A (en) * | 1994-09-19 | 1996-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ferrite material and its production |
| KR20120115810A (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-19 | 주식회사 이엠따블유 | Nizncu ferrite and preparation method thereof |
| RU2522546C2 (en) * | 2012-07-16 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Magnetic elastomer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A.L. Freydman, A.D. Balaev, A.A. Dubrovskiy, Е.V. Eremin, V.L. Temerov, I.A. Gudim. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670973C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-10-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Sodium, vanadium, iron and nickel based ceramic oxide magnetic material |
| RU2670973C9 (en) * | 2017-12-28 | 2018-11-22 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Sodium, vanadium, iron and nickel based ceramic oxide magnetic material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2708521B1 (en) | Method for producing conductive mayenite compound | |
| KR20170062066A (en) | Method for preparing BiFeO3-BaTiO3 ceramics having improved piezoelectric and ferroelectric properties and lead-free piezoelectric ceramics prepared thereby | |
| Abebe et al. | Structural perspective on the anomalous weak-field piezoelectric response at the polymorphic phase boundaries of (Ba, Ca)(Ti, M) O 3 lead-free piezoelectrics (M= Zr, Sn, Hf) | |
| Bhupaijit et al. | Structural, microstructure and electrical properties of La2O3-doped Bi0. 5 (Na0. 68K0. 22Li0. 1) 0.5 TiO3 lead-free piezoelectric ceramics synthesized by the combustion technique | |
| CN110128126A (en) | A kind of bismuth ferrite-metatitanic acid barium-zinc bismuth titanates-bismuth aluminate high-temp leadless piezoelectric ceramics and preparation method thereof | |
| CN109704762B (en) | Strontium niobate-based antiferroelectric ceramic and preparation method and application thereof | |
| CN108249914B (en) | Garnet-structured aluminate microwave dielectric ceramic and preparation method thereof | |
| Quesada et al. | Sintering behaviour and translucency of dense Eu2O3 ceramics | |
| Nakajima et al. | Low‐temperature sintering of magnesium aluminate spinel doped with manganese: Thermodynamic and kinetic aspects | |
| RU2592867C1 (en) | Magnetodielectric oxide ceramic material | |
| Xiang et al. | Contribution of Bi0. 5Na0. 5ZrO3 on phase boundary and piezoelectricity in K0. 48Na0. 52Nb0. 96Sb0. 04O3-Bi0. 5Na0. 5SnO3-xBi0. 5Na0. 5ZrO3 ternary ceramics | |
| RU2470897C2 (en) | Method of producing samarium-containing magnetic spin glass material | |
| Wang et al. | New phase boundary and piezoelectric properties in (K, Na) NbO3 based ceramics | |
| Jartych et al. | Comparative X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy studies of BiFeO 3 ceramics prepared by conventional solid-state reaction and mechanical activation | |
| Liu et al. | Synthesis and thermal expansion properties of Y2− xLaxMo3O12 (x= 0, 0.5, 2) | |
| Liu et al. | Control of Reaction Pathways for Rapid Synthesis of Negative Thermal Expansion Ceramic Zr2P2 WO 12 with Uniform Microstructure | |
| Chou et al. | The effects of MgO doping and sintering temperature on the microstructure of the lead-free piezoelectric ceramic of Bi0. 5Na0. 5TiO3 | |
| Liu et al. | Synthesis and tunable thermal expansion properties of Sc2− xYxW3O12 solid solutions | |
| KR101352778B1 (en) | A method for manufacturing crystal-oriented nkn-based piezoelectric ceramics | |
| RU2670973C9 (en) | Sodium, vanadium, iron and nickel based ceramic oxide magnetic material | |
| Bregiroux et al. | Effect of the sintering method on microstructure and thermal and mechanical properties of zirconium oxophosphate ceramics Zr2O (PO4) 2 | |
| RU2647544C1 (en) | Spin-glass magnetic material with the content of itterbia | |
| Michalik et al. | Influence of homogenization and micro/nano source of starting powders on format ion of the single YAP phase | |
| Liu et al. | Synthesis and negative thermal expansion property of Y2− xLaxW3O12 (0≤ x≤ 2) | |
| Bliznyuk et al. | Formation of Crystal Structure in Dielectric BaAl_2Si_2O_8-Based Materials Depending on Preparation Conditions |