chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2016-11-6-91-97chemicallytech-64Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF INORGANIC MATERIALSХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВPREPARATION AND PHYSICAL PROPERTIES OF OPAL MATRICES WITH NANOPARTICLES OF TITANIUM AND IRON OXIDESПОЛУЧЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОПАЛОВЫХ МАТРИЦ С НАНОЧАСТИЦАМИ ОКСИДОВ Fe И TiСамойловичМ. И.SamoylovichM. I.

профессор

Москва, 121108 Россия

Москва, 127051 Россия

Moscow, 121108 Russia

Moscow, 127051Russia

 

noemail@neicon.ruБелянинА. Ф.BelyaninА. F.

профессор

Москва, 121108 Россия

Москва, 127051 Россия

Москва, 119454 Россия

Moscow, 121108 Russia

Moscow, 127051Russia

Moscow, 119454 Russia

belyanin@cnititm.ruБагдасарянА. С.BagdasaryanA. S.

профессор

Москва, 127051 Россия

Москва, 119454 Россия

Москва, 125009 Россия

Moscow, 127051Russia

Moscow, 119454 Russia

Moscow, 125009 Russia

noemail@neicon.ruЦентральный научно-исследовательский технологический институт «Техномаш», Научно-производственное предприятие «Технологии радиочастотной идентификации и связи»РоссияCRTI «Technomash», SEC «Technological Developments of Telecommunication and Radio Frequency Identification»Russian FederationЦентральный научно-исследовательский технологический институт «Техномаш», Научно-производственное предприятие «Технологии радиочастотной идентификации и связи», Московский технологический университет (МИРЭА)РоссияCRTI «Technomash», SEC «Technological Developments of Telecommunication and Radio Frequency Identification», Moscow Technological University (MIREA)Russian FederationНаучно-производственное предприятие «Технологии радиочастотной идентификации и связи», Московский технологический университет (МИРЭА), Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАНРоссияSEC «Technological Developments of Telecommunication and Radio Frequency Identification», Moscow Technological University (MIREA), Kotel'nikov Institute of Radio-engineering and Electronics (IRE) of RASRussian Federation2016281220161169197Copyright © Samoylovich M.I., Belyanin А.F., Bagdasaryan A.S., 20162016Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Багдасарян А.С.Samoylovich M.I., Belyanin А.F., Bagdasaryan A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/64

The article considers specific features of the formation of nanocomposites based on the lattice packing of SiO2 nanospheres (opal matrices) with clusters of titanium and iron compounds (FeTiO3, FeTi2O5, TiO2, Fe2O3) embedded into nanopores between spheres. For the formation of the nanocomposites samples of opal matrices with the sizes of single-domain regions > 0.1 mm3 were used. The diameter of the SiO2 nanospheres was ~260 nm. Nanocomposites with the volume > 1 cm3 and 10-15% of interspherical nanospacing filled by crystallites of titanium and iron compounds were obtained. The composition and structure of the nanocomposites were studied by electron microscopy, X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The dependence of the composition of the synthesized materials on the conditions of their preparation is shown. Results of measurements of the frequency dependences (within the range 1 MHz - 3 GHz) of the magnetic and dielectric characteristics of the obtained nanostructures are presented. Hysteresis loops were studied for the obtained samples.

Рассмотрены особенности формирования нанокомпозитов на основе решетчатых упаковок наносфер SiO2 (опаловых матриц), содержащих в межсферических полостях кластеры соединений титана и железа (FeTiO3, FeTi2O5, TiO2, Fe2O3). Для формирования нанокомпозитов использовали образцы опаловых матриц с размерами монодоменных областей > 0,1 мм3, диаметр наносфер SiO2 составлял ~260 нм. Получены нанокомпозиты объемом > 1 см3 с заполнением 10-15% объема межсферических полостей кристаллитами соединений титана и железа. Изучены состав и строение нанокомпозитов с использованием электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. Показана зависимость состава синтезированных веществ от условий их получения. Представлены результаты измерений частотных (в диапазоне 1 МГц - 3 ГГц) зависимостей магнитных и диэлектрических характеристик полученных наноструктур. Проведены исследования петель гистерезиса для полученных образцов.

нанокомпозитыопаловые матрицытитанат железарентгенофазовый анализспектроскопия КРдиэлектрические и магнитные характеристикиnanocompositesopal matrixiron titanateX-ray diffractometryRaman spectroscopydielectric and magnetic propertiesReferencesTang X., Hu K. // J. Materials Sci. 2006. V. 41. Is. 23. P. 8025-8028.Tang X., Hu K. J. Materials Sci. 2006. V. 41. Is.23. P. 8025–8028.Varga T., Kumar A., Vlahos E., Denev S., Park M., Hong S., Sanehira T., Wang Y., Fennie C.J., Streiffer S.K., Ke X., Schiffer P., Gopalan V., Mitchell J.F. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. Р. 047601-1-047601-4.Varga T., Kumar A., Vlahos E., Denev S., Park M., Hong S., Sanehira T., Wang Y., Fennie C.J., Streiffer S.K., Ke X., Schiffer P., Gopalan V., Mitchell J.F. Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. Р. 047601-1–047601-4.Wilson N.C., Muscat J., Mkhonto D., Ngoepe P.E., Harrison N.M. // Phys. Rev. B 71. 2005. Р. 075202-1-075202-9.Wilson N.C., Muscat J., Mkhonto D., Ngoepe P.E., Harrison N.M. Phys. Rev. B 71. 2005. Р. 075202-1–075202-9.Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Клещева С.М. // Российский химический журнал. 2012. Т. LVI. № 3-4. С. 155-162.Samoylovich M.I., Belyanin A.F., Klescheva S.M. Russian Chemical Journal. 2012. V. LVI. № 3-4. P. 155–162. (in Russ.).Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Багдасарян А.С., Бовтун В. // Тонкие химические технологии. 2016. Т. 11. № 2. С. 66-73.Samoylovich M.I., Belyanin A.F., Bagdasaryan A.S., Bovtun V. Tonkie khimicheskie tekhnologii (Fine Chemical Technologies). 2016. V. 11. № 2. P. 66–73. (in Russ.).Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Багдасарян А.С., Бовтун В., Багдасарян С.А. // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17. № 1. С. 54-59.Samoylovich M.I., Belyanin A.F., Bagdasaryan A.S., Bovtun V., Baghdasaryan A.S. High Technologies. 2016. V. 17. № 1. P. 54–59. (in Russ.).Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Одиноков В.В., Бовтун В., Кемпа М., Нужный Д., Савинов М. // Наноиндустрия. 2016. № 4(66). С. 78-93.Samoylovich M.I., Belyanin A.F., Odinokov V.V., Bovtun V., Kempa M., Nuzhnyi D., Savinov M. Nanoindustry. 2016. № 4(66). P. 78–93. (in Russ.).Белов Н.В. Структура ионных кристаллов и металлических фаз. М.: Изд-во АН СССР, 1947. 237 с.Belov N.V. The structure of ionic crystals and metal phases. Moscow: AN SSSR Publ. (Publ. of Academy of Sciences of the USSR), 1947. 237 p. (in Russ.).Hardcastle F.D. // Journal of the Arkansas Аcademy of Science. 2011. V. 65. P. 43-48.Hardcastle F.D. Journal of the Arkansas Аcademy of Science. 2011. V. 65. P. 43–48.Raghavender A.T., Hong N.H., Lee K.J., Jung M.-H., Skoko Z., Vasilevskiy M., Cerqueira M.F., Samantilleke A.P. // J. Magnetism and Magnetic Materials. 2013. V. 331. P. 129-132.Raghavender A.T., Hong N.H., Lee K.J., Jung M.-H., Skoko Z., Vasilevskiy M., Cerqueira M.F., Samantilleke A.P. J. Magnetism and Magnetic Materials. 2013. V. 331. P. 129–132.Шевченко Е.В., Чарная Е.В., Самойлович М.И., Бугаев А.С. Магнитные свойства опаловых матриц с наночастицами соединений титана и железа // Наноинженерия. Сб. науч. трудов VIII Междунар. науч.-техн. конф. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. С. 362-364.Shevchenko E.V., Charnaya E.V., Samoylovich M.I., Bugaev A.S. Magnetic properties of opal matrices with nanoparticles of titanium compounds and iron / Nanoengineering: Scientific proceed. of the VIII Int. ScientificTech. Conf. Moscow: MGTU im. Bauman, 2016. P. 362–364. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.