(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu chế tạo và ứng dụng một số ferit từ mềm luận án PTS vật lý điện từ 1 02 13

Cùng vào thài gian do a Ha ian trong piiòng thi nghian cua hang Philips da nghién cùu cau tnic Rontgen , sii phu thuoc thành phan cua he hai cau ti MeO-Fe203 {Me: Mn, Cu, Ni, Mg vào dieu

fe

HOGIAO DLJC VÀ^)À() TAO DAI HOC QUOC (MA HA NOI TKUÒNC; DAI HOC KHOA HOC TI.J NHIÈN

LUÀN AN PHO TIÉN Sì KHOA HOC TOÀN - LY

Co van klioa hoc : / (iS.TS, Ngtiyén Chela

2 n s , Bach Thành Còng

I i-*n ' rf-zr-Gk^ ^

HANOI- 19%

MJCUjC

I-l Càu tnic tinh the Kiéu spinel 6

1-2 Sii ptian bo cua càc ion Kim loai a càc vi tri

tu dién va bat dien 8

1-3 Tù do bao hoà (Hau Neel cho tu tihh ferit spinel) 11

1-4 Càc thóng so dien tu cua ferit tu mèm trong vùng

tàn so dén hàng tram MHz 16

1-5 Ton hao trong ferit 20

1-6 Ca che xuat hien do tu tham PQ cao trong ferit spinel 25

1-9 Tiilh chat dien cua ferit 32

I-IO Anh hufong cua mot so tap chat den tinh chat tu

va dien cua ferit tu mém 36

II-l Gòng nghe gom 42

III-l Che' tao mau nghién cùu 47

III-2 Xàc dinh thàhh phan hoa hoc 51

III-3 Do càc thòng so tu 53

III-4 Nghién cùu vi càu truc bang Kirìh hién vi quang h9C

va Kihh hién vi dien tuf 53

III-5 xàc dinh càu trùc tinh thè, hang so mang va càc jàia

bang phUong phap phan tich nhieu xa tia X 54

III-7 Pho Mossbauer 56

CHLIONG IV NaUEN GUU MOT SO N(^JYEN LiÈU CHIMI Ct^

IV-1 Oxyt sat 61

IV-2 Oxyt Kém ZnO 65

IV-3 Oxyt NiKen 65

IV-4 Hop chat cacbonat va oxyt chùa mangan 65

CHJONG V NgHEN CLKJ CHE TAO FERIT Mn-Zn 70

V-i Ahh huJong cua che do t h i é u Ket dén càc t i n h c h a t

dien, t u cua f e r i t Mn-Zn 70

1-Anh hiiang cua che" do t h i é u Ket dén t i r i h c h a t t u 70

2-Anh hu^ong cua che 'do t h i é u Ket dén tjrih c h | t d i e n 71

3-Arih hìiong cua che do iJhiéu Két dén p v a p 74

4-Anh fsiang cua che do t h i é u Ke't den thong so" mang

V-3 Ahh hufong cua tap chat co san trong nguyen lieu

va chat phu già dén tinh chat cua ferit Mn-Zn 81

V-4 Nghién cùu mot so tihh chat vi mo cua ferit Mn-Zn 66

CHLIONG VI MaHEN GUU CHE TAO FERIT Ni-Zn lOl

VI-1 Nghién cùu che tao ferit Ni-Zn co do tu tham

trung birih lOl VI-2 Nghién cùu chetao ferit Ni-Zn do tu tham cao 104

VI-3 N^:iién cùu che tao ferit Ni-Zn co cam xtng tu

bao hoà cao 105 VI-4 Nghién cùu che tao ferit Ni-Zn cao tàn H O

CHUDNG VII NGHIÉN cÙU UNG DUNG 111

VII-A Nghién cùu cong nghe ép <^c nong va ùng dung

che tao mot so lirih Kien ferit hinh dang dac biet 111

1- Ihiét bi ép, Khuòn mau va cong nghe ép due nóng 112

2- Uhg dung cong nghe ép due nóng " 115

VII-B Che tao chi tiét ferit cho mot so dung cu va

thiet bi thóng tin dan dung va chuyén dung 119

1- Ferit ehù E va hihh xuyèn cho bo nguón Switehing 119

2- Ferit cao tàn cho Khuéeh dai tin hieu TV 120

K É T LUAN

T À I L I E U IHAM KHAO

Ma DÀU

Trong Ky thuat dien, nhùng vàt lieu tu dùng làm loi bien àp, ra le va càe thiet bi dien Khàc thiiòng là càc hcqp Kim cua sat, niKen va coban nhii tón Silic, Pecmaloi bang tu vó dinh hinh Tuy hhién trong linh vUc v6 tuyen dien tii thi Khóng the thieu diiac loai vat lieu tu là ferit Ngufòi

ta co thè dinh n^hla ferit nhil là dung dich ran cua oxit sat va oxit Kim loai Khae co cóng thùc hoà hoc là m(MeO)n(Fe204) , trong dò Me là ion Kim loai nhii Fé, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, Cd- [100, 137, 138, 139]

Co the co càc loai ferit :

- Ferit Kieu spinel MeFe204

- Ferit Kieu Magnetopluntoit MeFei20i9 (Me:Ba, Sr, Pb )

- Ferit Kiéu PerovsKit MeFe03 (He:nguyén to <^t hiem)

- Ferit Kiéu Granat Me3Fe50i2 (He: nguyén to dat hiem)

Dac d i ^ quan tr9ng nhat cua ferit là co dien tra suat rat cao so vai

càn mong va p*iu mot lóp vat lieu càch dien, hoac là dang HKT bang mong

loai (hop Kim bot) vai mot so chat Ket dinh càch dien Tat ca càc dang loi nhii yay cung Khóng thè dam bao diloe tón hao do dóng xoay du nhó, vi

—ft

do Khóng trành Khoi làm tàng liic Khàng tu va giam do tu tham cua vat lieu, nghla là se làm giam tinh chat tu mém cua vat lieu Tlii du HKT superman oy co tinh chat tu tot nhat trong càc HKT mem si dung trong lihh viic tàn so cao hien nay, vai bé day ca 25tOT co do tu t h ^ 60 000,

do tón hao dòng xoày, do tu thara se bi giam di con 1/20 a tài so 100 KHz

va giam di con 1/60 a tài so 500 KHz [138 139]

2

-Ngiioc lai , ferit co dien tra suat rat cao tu 10 -10 S2cm, nhà dò ma tón hao dòng xoày co thè bo qua va do tu tham giam it a tàn so tai hàng chuc hoac hàng tram MHz Ngoài ra co the che tao diiac ferit eó do tu

ferit p cao T^ ca 100-150 C Cau truc phàn sat tu Khóng bù trù cua ferit làm cho cam ùng tu iDao hoà cua chung Khóng lón Nhiioc diem do han che viec su dung ferit tu mém a vùng dòng xoay chiéu ciiòng do cao (cóng suat lòn)

VAI NET VE LICH SU PHAT TRlèl CUA FERIT :

1/- Trén the gioi :

tniac day ngiiòi ta da biet magnetite thién nhién co tinh hùt diiac sat

D 6 cung là chat dau tién giùp con nguài cam nhan diiac hién tulong tu Càc nghién cùu Khoa h9c cua càc oxit tu diiac bat dau tu mia dau thè Ky 19 Vào nam 1878 List da xàc dinh ràng càe oxit tu tinh dilac tao nén tu hon hop Meo (Me: Mg, Jfrì, Zn Ni, Cu ) va Fe203

Sau do, nam 1896 Weiss da do tinh chat tu cua magnetite va t2iay ràng

Curie cua Fé va Ni

Magnetite va càc ferit Khàc cao hon so vói sat, óng da si dung clMig trong mot so thiet bi hoat dóng a tàn so cao va da hhan dilac bàig i*iat

m m h dau tién Tuy hhién vi do tu tham tuang dói thap nén Fe304 Khóng diiac sii dung rong rai Cùng thòi gian dò thi tón Silic dóng vai trò vuot troi

Khoang nam 1928, R Forest xuat phàt tu viec i*iat hién ra hop chat HgFe204 da che tao càc hop chat lieFe^Ot^ (Me: Cu, Ni, Mg, Sr, Ba, Pb, Ca, Cd), dòng thòi da do tu do bao hoà va dien Curie eia chung Tu do viec

ptaat trién manh me

3

-Nam 1933, càc nhà nghién cùu Nhat ban I Xato va T TaKei da phat hién rang dung dieh ran cua ferit Co va Magnetite co liic Kloàng tu rat Ion va bang càch làm lanh trong tu tniòng h9 da nhan dxtac ddac mot loai nam chàm vinh eiu va dat tèn là "nam chàm OP" Sau do h9 da nghién cùu che

va eie oxyt Khàc, dóng thòi da dùng càc vat lieu do de che tao càc cuon cam sii dung a càc Khoang tàn so Khàc hhau va ma dau. cho thòi Ky sii dung

ferit a tan so cao

Cùng vào thài gian do a Ha ian trong piiòng thi nghian cua hang Philips

da nghién cùu cau tnic Rontgen , sii phu thuoc thành phan cua he hai cau

ti MeO-Fe203 {Me: Mn, Cu, Ni, Mg) vào dieu Kien nung va nam 1944 SnoeK da

xàc dinh dilae diéu Kien nung càn thiet de nang cao tinh dóng nhat eia vat lieu Nam 1946, SnoeK da nghién cùu che tao loai ferit co do tu tham rat cao, chang han nhU "feroxeube"- loai vat lieu dùng a Khoang tàn so

trong nhiéu niiac da tàng ciiòng nghién cùu toàn dien ve ferit va bat dau

ma ra mot thài Ky mai ve ùng dung

da co nhùng vtng dung trong Ky thuat siéu cao tan Ferit co dliòng tre chù

Ngoài ferit spmel, nguòi ta cung da ngtiién cùu càe loai ferit Khàc

"Feroxdure" (ferit Bari) vai cau truc Kiéu Magnetoplumbite va feroxplane (ferit he BaO Fe203 MeO He: Mn, Fé Co, Ni, Zn, Mg), cà feroxdur va feroxplane déu co thè sii dung a tàn so cao han nhieu so vai feroxcube

5^^203) vai cau tnic t m h thè Kiéu Granate mot trién vong Ion si dung càc loai ferit này a linh vìic Khuéeh dai siéu cao tin da àìac w ra

vào nhOng nam 70 mot so tinh chat tù mai cua vàt lieu tù da diiac phàt

trong do càc tinh chat tù cua tinh thè bi thay doi Khi tinh thè diiac chieu xa bai anh sàng hóng ngoai R W Teale va D W Tample(Ahh) da 5*iat hien thay di hiióng tù tinh the bi anh hiiong bai chieu xa anh sàng con U Enz va R van der Heide (Ha Ian) da thay do tù thàm cua mot so mau bi giam di dLlai anh hiiong cua ành sàng hóng ng9ai

TÙ hhùrig nam 60 tra lai day, de dàp ùng nhu càu cua cóng nghiép thong tm-dien tii dan dung va chuyén dung ngiiòi ta da dac biet chu y tai viec nghién cùu ferit thuoc loai "ferit cóng suat" (Power ferrites)sii dung rong rài làm càe nguón cóng suat Kiéu switehing (Switehing power supply)

a vùng tù tniòng cho Pjj, va nhiet dò ca 70-80 C , si dung tot a vùng tin

Ferit Co vai di hiiong tù cam uhg do luyén tù rihiet cung da diiac nghién cùu nhil mot loai ferit tù cùng

M Vé ferit tù mém : trong càc piiòng thi nghiem da tien hành nghién cùu ca ban nhiéu loai ferit (Ni-Zn, Mn-Zn, tfri-Hg, Ni-Zn-Co, Ni-Cd-Co ) xàc dinh càe thóng so tù, dien va mot so hieu ùng vàt ly trong clning

Trong nhùng nam 70 da eó the san xuat hàng van thanh àngten ferit song

ban dan dàu tién a Viét nam

Nam 1982 Luan vàn phó tién si ve de tài sii dung nguyén lieu oxit sat

de tài nghién cùu he ferit spinel [15] da diiac bao vé thàhh cóng

Muc tiéu cua ban Luan vàn này :

* Nghién cùu càc tinh chat tù, dien, cau truc tinh the va cau tnic te

nghién cùu nguyén lieu, cóng nghe che tao va anh hiiong cua chiing den càe tinh chat trén Càc Ket qua này góp phan vào viec nang cao hieu biet^

ca han vé ferit, diéu chinh càe che do cóng nghe de cai thién chat lii9!ng san -phanx

n Nghién cùu ùng dung : trén ca sa càc loai vat lieu ferit da diioc nghién cùu, bang càc phuang phap cóng nghe Khàc nhau, che tao càc I m h Kien ferit stf dung trong mot so dung cu thiet bi dien tii dan dung va chuyén dung Chat lii9ng cua càc lihh Kien dò da dioc xàc dinh trong phòng thi nghiem va c[aa sii dung thiic te

Luan van góm càc phan va càc chiiong sau :

Ha dal

Chiiong I - Cau t r u c v a t i n h c h a t cua f e r i t s p i n e l

Chiiong I I - Cóng nghe che tao

Chiiong I I I - Càc phufong phàp thiic nghiem

Chiiong IV- Nghién cùu mot so nguyén l i e u c h i n h

cho f e r i t t ù mém

Chttiong V - Nghién cùu che t a o f e r i t Mn-Zn

Chiiong VI- Nghién cùu che t a o f e r i t Ni-Zn

Chiiong V I I - Nghién cùu ùhg dung

Két luan

Tài l i é u tham Khao

Chiiong I CAU TRUC TIISH THE VA TIMI CHAT CUA FERIT

I-l Cau truc tinh thè Kiéu spinel:

Da so càc ferit si dung trong thiic te" co cau tnic tinh thè Kiéu spmel Cau truc spmel lay tèn cua Khoàng vat MgAl204 Két tinh trong

he làp philang Cau tnic t m h thè này làn dau tién dbiac xàc dinh bai Bragg

làp phUong tàm mat bó chat

ò ca ban cua mang ferit spinel co doi xuhg làp phiiong chùa 8 "phan ti" MeFe204; trong dò 32 ion oxy hinh thành mang làp phiiong tàm mat va tao

ra 96 Khoang trong (Hinh 1-1) Trong cau tnic làp Philang bo chat này xuat hién hai loai Khoang tróng (vi tri) :

-Vi t r i t ù dien, diiac bao quanh b a i 4 i o n oxy (Hinh 1-2 a)

-Vi t r i b a t dien, diiac bao quanh b a i 6 i o n oxy (Hinh 1-2 b)

Trong càc ó ca ban n ó i t r é n co 64 v i t r i t ù d i e n (vi t r i A) v a 32 v i

t r i JDat d i e n (vi t r i B) Trong 96 Khoang t r o n g do c h i co 6 v i t r i t ù

d i e n va 16 v i t r i b à t d i e n b i chiem b a i càe i o n Kim l o a i Dé^ Khao s a t

sqi ho t r i càc i o n t r o n g mang s p i n e l chung t a eó t h e c h i a mot ó c a ban

t h à n h tàm l à p phaiang nho co canh l à a / 2 v a x é t sq phan bo e i a càc ion

t r o n g h a i l à p ptotong canh nhau nhii a h i h h 1-3

Ion A 0 Ion B © Ion OXY <@

•Sfilili É~i Mu39 £erjt spinel làp pinìODQ ^p ctài

7

lùnù i-2 Vi tri tù dien fa)

0.91:

0.82 0.67 0.67:

0.67

0.7R

0.72 0.70 0.75 0.72

0.67: 0.91 0.67

0.33; 0.67

•0.78: 0.67

8

-Cau t n i c l à p phiiang tàm mat l y tiiong e i a càc i o n oxy thiic t e b i s a i

l é c h i t n h i e u Khi càc ion Kim l o a i bo t r i trong càc v i t r i t ù d i e n v a

b à t dièn Vi t r i t ù d i e n qua nho so v a i càc i o n Kim l o a i , nén Khi càc i o n

Kim l o a i nam t r o n g v i t r i do t h i chung làm no v i t r i t ù dien, làm d i c h

chuyén ion oxy theo c h i e u dliòng chéo e i a Khoi l à p phiiang, t r o n g Khi do

t h i v i t r i b a t d i e n b i co l a i , càc d i c h chuyén tiiong dói, a g i a i h a n càc bàn Kinh càc ion Kim l o a i nào dó,^ t r ù hhau de van con g i ù diioc

t i n h dó'i xùng l à p phiiong Càc ion Kim l o a i v a i bàn Kinh t ù O 44 A den

1 1 A nam t r o n g càc Khoang t r o n g t h i f e r i t s p i n e l van con l à l a p phaiong

De dàhh g i à v é liiang sii s a i l é c h cau t n i c l a p phiiang tàm mat ngiiài t a diia r a thóng so oxy u - l à Khoang càch t ù i o n oxy cfen bè mat cua Khoi l a p phoiang (hinh 1-3) Càc thóng so l a p phiiong tàm mat l y tiiong ùng v a i thóng so" oxy U i t ^ / 8 Thiic t e thóng so u thiiòng Khàc 3/8 [lOO, 108]

1 - 2 / - Sii phan bo cua càc ion Kim l o a i a càc v i t r i t ù d i e n va b a t d i e n Nhii chiing t a da b i e t t r o n g ó ca sa cua cau t r u c s p i n e l t h i 8 v i t r i

t ù d i e n va 16 v i t r i b à t d i e n b i chiem b a i càc ion Kim l o a i Bay g i à mot

càu h o i dufac d a t r a l à càc i o n Kim l o a i hoà t r i 2 va 3 phan bo hhii t h e

nào t r o n g càc v i t r i dò ?

vé thiic nghiem , co mot so phiiong phàp de thu hhan thóng t i n vé sii

phan bo càe i o n a càc v i t r i co san trong càc hop c h a t t ù ;

Cóng suat tàn xa cua càc neutron nhiet diiac xàc dinh n£t i*iah bai

9

-mcmen tù cua hat nhàn nguyén tii gay ra do tiiong tàc vai spin cua neutron No thiiòng rat Khàc nhau doi vai càe nguyén tù. tham chi ngay ca vai càc nguyén tii co so dien tii gàn bang nhau, vi vày phiiong phàp nhieu

xa neutron eó thè cung càp thóng tin vé sd: chiem hai vi tri trong spinel bai càc ion Kim loai chuyén tiep Nó cung eó thè cung cap thóng tin ve già tri cua thóng so oxy va do lón cung nhii hiióng momen tù cua ion*

Néu tat ca càc ion Kim loai hoà tri hai nam trong vi tri tù dien thi spinel diiac g9i là spinel thuan Neu tat ca càc ion Kim loai hoà tri hai nam trong vi tri bàt dien ta eó spinel dao

Hasting va Corliss thay ràng NiFe204 là ferit spinel dao con ZnFe204

là ferit spmel thuan Diéu ly thu là gian do Rontgen cua hai ferit này

Sii phàn bó ion trong spmel thuan x = 1

Sii phàn bo ion trong spinel dao x = O

Trong nhiéu tniòng hop x con phu thuoc vào phiiong ptóp che" tao Neu càc ferit này diac tói tù nhiet do cao thi x eó già tri 1/3 Neu tó'c do Khuéeh tàn di lón so vai toc do làm nguoi, thi x co càc già tri Khàc nhau : O < X < 1

Sau day là mot so yeu to co thè anh huong den sii phàn bó" càc ion Kim loai a vi tri A & B :

10

a / B a n K i n h i o n :

B a i v i VI t r i t ù d i è n riho h a n , n g i i ò i t a e ó t h è mong d a i r à n g c à e i o n nho h o n s e liu t i é n c l i i « n c à e v i t r i t ù d i e n , Càe i o n h o à t r i b a t h i i ò n g riho h a n c à c i o n h o à t r i h a i cùng l o a i v a d i é u dò t a o Khuynh hiiong c o c a u

Mot y e u t o Khàc e ó t h è x à c d i n h sii p h à n b o c u a c à c i o n Kim l o a i t r o n g

càc v i t r i s a n c o l à n a n g liiang t i n h d i e n c u a mang s p i n e l (nang l i i a n g

M a d e l u n g ) T r o n g sii s a p x e p t h u a n , c à c i o n Kim l o a i e ó càc d i e n t i c h diiong n h o n h a t dxiqc b a o q u a n h b a i 4 i o n oxy v a c à c i o n Kim l o a i eó d i è n

t i c h diiong c a o h o n diioc b a o q u a n h b a i 6 i o n oxy, dò l à t o i liu v e mat

n a n g l i i c n g t i n h d i e n

Bang 1-2 c h o sii p h à n b o i o n Kim l o a i t r o n g mot s o f e r i t s p i n e l [lOO]

Jgang i-2 Su phàn / » ian kim loai trong mang spineJ cua nòt so ^rit

F e r i t P h a n b ó

i o n Kim l o a i MnFs204

—

— 0.J8O-0.OO5

0 3 8 5 ^ 0 0 0 2 0.381 :i: 0.001

0 3 8 2 - 0 0 0 5

^ M

230.6 231.6 234.6 234.4 239.2 241.1

200.0 207.1

g/cm^

5.00 5.24 5.29 5.38

5.35 5,33

4.52 4.75

11

-1-3 TÙ do bao hoà ( Mmj Neel cho tù tinh ferit spinel)

1/ Trat tii tù va tù do bao hoà a Q«i

Nang liiong trao dói trong ferit là gian tiep (siéu trac dói) Da xàc dinh bang thiic nghiem ràng nang liiong trao doi giùa càc ion tù trong ferit là àm

Già tri cua nang liiong trao dói àm giùa càe ion tù Me va Me phu thuoc vào Khoang càch tù càc ion này dén ion oxy (p, q) va vào góc Me-O-Me (9)

Da chi ra ràng nhin chung nang lii9ng trao doi lón nhat ùng vói f=180 va nho nhat ùng vói ^-=90 Nang luong trao dói nói chung giam rat nhanh vói viec tàng Khoang càch- E W Gorter da dia ra càc dai liiong p, q va f cho càc dang Khàc nhau cua càc cap ion trong càu tnic spinel

Hinh 1-4 chi ra càe dang cua càc cap ion xuat hien trong mang spinel

ma KlToang càch va góc là phù hop nhat voi nang liiong trao dói. Càc ion A

& B chi ra trong hinh là càc ion chiem càc vi tri tù dien va bàt dien tiiong ùng

f = J25''9

(a) (b) ( e )

lÙniì i-4 càc dang sap xep cua càc ian trong mang spine!

Val dang AB dau t i é n (hinh 1-4 a) t h i càc Khoàng càch p, q l à nho n h a t

o

v a góc ? Kha lan('f z 125 ) Tiiong t à c BB ciic dai xmg vai dang t h ù n h a t

cua BB t r o n g h i n h l - 4 b t u y góc f chi l à 90 Vai AA h i n h 1-4 e, Khoàng

c à c h r l à tiiong dói lón ( 3 5 A ) Già t r i e i a tiiong t à c t r a o doi con b i ành haiong b a i sii s a i l é c h thóng so u Khoi g i à t r i 3/8 [100]

12

Neil u>3/8, là tniòng hop vói da so càe ferit, càc ion oxy bi dieh chuyén nhii the nào do de trong tniòng tiiong tàc AB, Khoàng càch giùa ion A va O tàng lén va Khoàng càch giùa ion B va O giam di, Khi dò góc f cung bi giam

TÙ v i e c so sành càc tiiong t à c t r a o doi Khàc nhau, t a t h a y tiiong t à c

l à Ian n h a t v a tiiong t à c AA l à nho nhat

Theo Neel, t ù dS ]Dao hoà cua f e r i t s p i n e l dìlac xàc d i n h t h e o cóng

thiic:

^ s - f^sA - ^sB

Trong do H3 l à t ù do bao hoà cua f e r i t , ìi^ va HgB tiiong ùng v a i t ù do

bao hoà cua phàn mang A va B Vi t h e ma t a thiiòng n ó i f e r i t l à phan s a t

t ù Khóng bù t r ù

Bang 1-3 clii r a càc Ket qua cua t ù do bao hoà cua mot so f e r i t don phù hop vói g i à t h i e t cua Neel

Bang i-3 Càc già tri ir tburet va thùc ngbiem cua tii cSb ìyao boa

tt>B^ o O K cua Boot so ±erit àcm cau trnc spine! [100]

1 N i ^ i - F e * " : •

! C u ' ^ - - Fe^^^ '

i M 2 : r _ F e ' T i • ' Li- - F e " ^ '

0 - 5

0 - 7.5

Momer Glia p h MeFe

Li tliiyet '

i -•

,

-1 ^

— )

!-3 I.I 2.5

13

-Theo Neel, sii dinh hiiong mó men tù cua càc ion trong phàn mang A va B

eia spinel nhii sau (do tiiang tàc A i B là àm va lón nhat) :

Ferit spinel thuan :

2+ 3+ 2+ 3+ Msx Fei_x [ Mei_x Fe^+x 3 O4 Tóng quat, ta xàc dinh diac tù do bao hoà cua ferit spinel hon hop cho

vi sii eó mat eia càc ion Zn (i*ii tù), tù do eia mang tù dién se riho

, ' 3+ ' hon so vai tniòng hop ferit dbtn va bai vi ion Fé co noien tù lón nhà"t,

14

-già tri ly thuyet eia mómen tù bao

hoà là lOUg Khi x=l a già tri x

nho sii tàng tuyen tinh phù hop

vói ly thuyèt Neel, nhuhg den già

tri eia x?0, 5 thi càc già tri thiic

nghiem da léch Khoi ly thuét Neel

(hihh 1-5) Có ba nguyén hhan gay

nén sii sai léch cua mó men tù Khoi

càc già tri ly thuyé"t [lOO, 138, 139]:

tniòng hop MgFe204 va CaFe204 Vai

càe ferit do tù do bao hoà lón han

lùnb i-5 Mmoen tìì tao hoà JV«

a OK cua mot so

» càe ion có thè có sii bó sung cua momen qui dao (chung chuia bi dóng bang) vào momen spin , dac biet vói tniòng hop càc ion Co Khi do thùa

so Lande do sii dóng góp cua mómen tù spin va momen tù qui dao se Ian hon 2 Hiióng va già tri cua mcmen tù trung binh cua ion trong vi tri

tù dièn va bàt dien vé nguyén tao eó thè diac xàc dinh mot càch riéng

re tù thiic nghiem nhieu xa neutrxjn

M Có thè xuat hién sii phàn bo góc giùa càc momen tù cua càc ion trong phàn marìg B (hinh 1-6):

Neel da àp dung ly thuyèt tniòng phàn tii Weiss cho feri-tù va tìm diioc biéu thùc sau:

H = y V M

w ^ ij J J=l

(1)

He so tniòng i*iàn tu: W^j ty le vói tiiong tàc trao do\ giùa càc spin cua ion tù trong phàn mang i vói spin eia ion trong phàn nang j

15

-Trong t n i ò n g hop chung t a quan tim càc g i à t r i W-j_j < O

Trong f e r i t , tiiong t à c t r a o doi giùa A-B, B-B, A-A l à tiiong t à c t r a o

doi g i à n t i e p Nang liiong t i n h dien e i a tiiong t à c t r a o doi t r o n g t n i ò n g

hop này l à :

^ex - 2 "^AB ^^CiStp + J3'B*cos2f (2)

JAR l à nang liiong t r a o dói g i ù a ion A va B hoac B

j g ' g / / l à nàng liiong t r a o doi giùa càe i o n B v a B

•f> l à góc Fhi cong tuyén (hinh 1-6)

He so t n i ò n g Weiss c h i r a tiiong t à c g i ù a càc ion d i n h s u t r o n g 2 phan

mang Khàc nhau nhung b i é u thiic (1) cung chiia càc so hang cho tiiong t à c

c a han cua càe s p m t r o n g cùng mot phàn mang Néu tiiong t à c này àm , càc

mómen t ù sé song song t r o n g cùng phàn mang Hihh (1-5) l à dac t n i n g cho

f e r i - t ù Kim l o a i A thuoc vé mot r*iàn mang, v a 2 Kim l o a i B v a B thuoc

* r,

vé phàn mang Khàc (n=2) Ion A t à c h Khoi B va B b a i i o n oxy , chung

tiiong xtng v ó i tiiong t à c àm g i ù a A va B va g i ù a B va B Neu càe tiicng

J n

tàc B -B tiiong doi yeu thi tiicmg tàc A-B sé tao nén sii sap xep phàn

song cua mómen tù B va B vói A, trong Khi dò mómen tù B va B song

song vai nhau Diéu này xay ra vai diéu Kien J ^ > 2JB'B-"

Neu J ^ < 2 JB'B""*^ mómen tù cua B va B Khóng con song song vói nhau

nùa ma tao nén mot goc léch là va cos ^ Jji^^J-Q^-Q'f{g6c phi cóng tuyen)

Ngoài ba nguyén nhan trén, con có nhùng nguyén Khàc

Bang nghién cùu phó Mossbauer, ngiiòi ta da nhan thay rang diiai ành

hiiong eia nói tniòng siéu tinh te, tiiong tàc này phu thuoc vào nong d6

trong vi tri B tra nén ngiiac 180

vói càc momen tù cua cac ion Fé

con lai

Khi nong do Zn x ?0 5 thi ngoài

pha sat tù con ton tai càc pha phi

tù làm giàm tù do bao hoà trén mot

don VI the tich cua ferit

2) Sii phu thuoc nhiet do cua tù do

bao hoà :

Neel da phàt trién ly thuyèt feri-tù

eia minh doi vói hai phan mang va da

xàc dinh càc dang khàc nhau cua

diòng Hg-T Tuy thuoc vào già tri tù

do cua hai phàn mang a T=QK va ti so

cua càc tiiong tàc trao dói :

lùnh i-6 c^jj /j^jj/, jfj^ trong

tinh the feri-tìt Ion tnmg tàm là anion phi th

A, B va B ih càc ion kim loai

^AA ^ ^ B "

^AB ^AB

ma càc dliòng Mg-T có t h è có càc dang r a t khàc nhau Nói chung, mac dù t ù

do a h a i phàn mang giam don d i é u Khi tàng rihiet do, nhiing t ù do tóng cong eó t h è eó dang b à t thuòng do có sii bù t r ù cua t ù do hai phan mang,

nó eó t h e qua diém Khóng (diém bù t r ù h i h h l - 6 a ) h a y có clic d a i a n h i e t

do nào dò ( h i n h l - 6 b )

1-4 càc thóng so d i é n t ù cua f e r i t t ù man t r o n g vùng t à n so"

den hàng tram Mfe 1/-Càc thòng so c a ban t r o n g t n i ò n g mot c h i e u

\)Q'' Do t ù thàm ban dàu

aQ:He so do b a t ón d i n h b i é n do, d i a c xàc d i n h t r o n g t n i ò n g yeu a vùng t u y e n t i n h cua sii phni tlmoc do t ù tham vào t ù t n i ò n g :

Ujj/Po : T i so dò t ù thàm clic d a i v ó i do t ù t h à m b a n dau

B3, Bp, Bp/Bg, H(^ : cam ù n g t ù b a o h o à , cam ù h g t ù dii, h e s o c h ù

n h a t , liic Khàng t ù

H^ : (A/m h o a c Oe) t ù t n i ò n g ciic d a i ù n g v ó i B^

P : Do t ó n h a o r i e n g do t r e t r é n mot don v i thè t i c h (hoac d e n

VI K h ó i l u o n g mau) ùng v ó i mot c h u Ky, ddqc xàc d i n h b a n g d i è n t i c h

Mot càch gài dung, có the tinh tón hao tre t>ang càch thay dièn tich diòng tre bang dién tich hinh ehù nhat eó day hang 2H^ va chieu cao 2 %

^ * % -4

Ph « 10 W/Kg

TTìT

2 / càc thòng so d i e n t ù co ban t r o n g t r u ò n g xoay c h i è ù h i n h s i n

Trong da so càc t n i ò n g hop, c h a t liiong cua f e r i t t r o n g t n i ò n g xoay

c h i é u h i n h s i n d i 9 ^ mó t a bang sii phu thuoc p h i tuyen cua t i n h c h a t t ù vào b i é n do va t à n so cua t ù t n i ò n g xoay cliièu v a vào rihiet do

F e r i t có t h è sii dung t r o n g t ù tniòng yeu, t r u n g b i n h v a manh

Thuat ngù tniòng yeu dùng a day duoc h i é u l à g i à t r i t ù t n i ò n g ma d i n h

l u a t thiic nghiem Rayleigh con ding, t r o n g t n i ò n g này do t ù thàm tiiong ùng VÓI b i é u thùc (6) tàng tuyen t i n h Khi t à n g ciiòng do t ù t n i ò n g Cam

xtng t ù t a o nén b a i t n i ò n g h i n h s i n a vùng R a y l e i g h cung l à h i h h s i n v a

t ó n hao do t r e l à Khóng dang Ké [36] Dói v ó i càc v a t l i e u t ù mém Khàc

nhau Khoang t n i ò n g này r a t Khàc nhau, t h i du, dói vói f e r i t VQ 10 000

t h i Khoang t n i ò n g này l à c a v à i don v i A/mihàng chuc nOe), doi v ó i f e r i t

UQ IO Khoàng t n i ò n g này den hàng ngàn A/m(hàng chuc Oe) càm ùng t ù e i a

-2

f e r i t t r o n g vùng này co IO Tesia(hàng tram G)

TÙ t n i ò n g manh l à t n i ò n g t a o nén trong c h a t s a t t ù càm ùng t ù co O 1

Tesla(lCXXX3) cho den g i à t r i càm ùng t ù J^ao hoà Khoàng t ù t n i ò n g g i ù a

t n i ò n g Clic dai a vùng R a y l e i g h va trxiòng manh d i a c goi l à t n i ò n g ciiòng

do t r u n g binh, t r o n g vùng này do t ù thàm chuyén qua g i à t r i ciie d a i (Mnj) c à e thóng so" c a bàn e i a l o a i v à t l i e u s a t t ù có liic Khàng t ù

nho (nini f e r i t ) t r o n g t n i ò n g xoay c h i é u h i n h sin l à :

19

a/- Do tù t h ^

b/- Dién tra suat hay do din

e / - Nang liiong t ó n hao phu thuoc vào ciiòng do t ù t n i ò n g v a t à n so

Do t ù thàm e i a c h a t s a t t ù d i a c xàc d i n h b a i qua t r i n h quay s p i n t r o n g domen t h e o hiióng gàn n h a t v ó i t ù t n i ò n g ngoài t^q v a b a i sii d i e h chuyén

t h u a n nghich vàch dòmsn y^^- ^^^ ^ '^'^ ^ o à hoàn t o à n do qua t r i n h d i c h chuyén vàch (trong vùng t ù t n i ò n g riho) t h i do t ù thàm d i c h

chuyén {V(^c) d i a c xàc dirih b a i b i é u thàc tinh den nang lvtang chuyén dong

vàch v a Kich thiióc domen [lOO, 138] :

2 2

Js D

^'dc - C ' (5)

^ ^ 2 , o^- mat do nang liiong trén lem bè mat vàch, vào ca Ko:^

tao góc 90 vói hiióng de tù hoà (doi vói da t m h thè') do tù t h ^ quay (Mq) diac xàc dinh qua hang so di hiióng tù K hang biéu thùc :

20

Trong tniòng yeu, n é u ciiòng do t ù tniòng H bién doi theo q u y luat h i n h sin thi c à m -ùng t ù B trong chat sat t ù léch p h a m o t góc d vai t ù tniòng Dang phiic c u a u & B là

Jcot j(u,t-1>)

%

p - smd phan ao cua do tù thàm phùc-do tù tham tón hao

Phan thiic cua do tù thàm cùng pha vói tù tniòng, p*iàn ao léch pha mot góc d Tang góc tón hao bang ty so giùa phàn ao & thiic cua do tù thàm dac tning cho tón hao tù trong vat lieu

1-5 Tón hao trong ferit

Ferit tù mém chu yeu diiac sii dung trong tniòng xoay chieu yeu tù

Khoang tàn so thap den hàng tram MHz Khi dò trong chiing xuat hién càc tón hao :

1/-Tón hao lién quan dén hién tiiong tre tù hay con goi là do nhat tù

dat àxtqc do tù hoà xàc dinh Khi dat mau vào tù tniòng xoay chieu thi dòi hoi ton nàng lii9ng va thòi gian Tre tù Khóng phu thuoc vào nhièt do va tàn so dxiac goi là tre tù Jordane Tón hao nàng liiong lién quan den tre

nhién trong ferit Khi tón hao dòng xoày có thè bo qua thi tón hao dang

nhiet do va tan so va tiiong ùhg vói ton hao lién quan dèi qua trinh Khuéeh tàn xay ra Khi dich chuyén vàch domen diiói tàc dung eia tù

21

trrtòng xoay chièii Tón hao diac Richter Khao sàt trong sat tù va Weis khào sàt do"i vói ferit , nén thiiòng diac g9i là tre tù Richter & Weis Dang tre tù lién quan dén qua trinh Khuech tàn dién tii va ion, cung xuat hién sii chàm thòi gian cua do tù hoà sau Khi tàc dung tù tniòng, tàc dung va dap ca h9e va xung nhiet

2/-Tón hao tre phu thuoc vào eiiòng do tù tniòng va tàn so

Khi vat lieu tù hoat dong trong tniòng xoay ehiéu, dliòng tre dac tning cho tón hao nang liiong sau mot chu trinh tù hoà se bi ma rong ra do xuat hien tón hao do dòng xoày va tón hao nhat tù

3/-Tón ìiao dòng xoày vi mó xuat hién a nh2ng pnan ferit a dò xay ra sii dich chuyén vàch domen Tón hao này phu thuoc vào tàn so cua tù tniòng ngoài, vào do dàn cua ferit a vi tri ma vàch chuyén qua [30, 128] 4/-Tón hao do dòng xoày vi mó ; doi vói sat tù Kim loai vai sii tàng tàn so tniòng tù hoà do tù thàm thiic trong tniòng yeu giam xuong do tàc

Kim loai (ferit) có dien tra suat ea M O SJcm hiéu ùng dò Khóng xay ra

2 cho den tàn so rat cao Tuy nhién doi vói ferit dien tra suat ^ 10 ^cm thi tàc dung cua dòng xoày có thè xuat hién ngay a tan so làm viec, va có thè tinh diac theo cóng thiic :

2 2 2 2

4 % f d K^ ^j

IO [ W/Kg ] (9)

3 3* ? trong dò : %i - bién do cam ùng tù (Gauss)

f - tàn so dòng xoay chiéu (Piz)

d - chiéu day vat lieu (cm)

Kf - he so dang diòng cong thè

? - dièn tra suat ( 10 slem )

22

Khi Kich thiiac lòi Kha lón hiéu ùng ành hUong eia dòng xoày tàng lén

va dong thòi xày ra hién tiiong diiac goi là cóng hiiong hinh dang Kich thuac. Tan so cóng Imiong hinh dang Kich thiioc diiac xàc dinh bai già tri PQI 9I £-" va Kich thiioc lòi Dac truhg phu thuoc tàn so cua do tù thàm va

nghich va bàt thuan nghich Khi tù hoà ferit trong tniòng xoay ehiéu ciiòng do yeu Neu bo qua cóng hiiong hinh dang va dòng xoày vi mo thi sii phu thuoc do tù thàm va tgó trong tniòng yeu vào tàn so có càc dac tning sau: trong mot Khoàng tan so nào do do tù t h ^ thiic té Khóng thay <^i, sau dò phó tàn so cua do tù thàm eó dac trxtng cong hiiong Khóng ro ràng

yeu tó nhii quan tinh, ma sàt, phi dan hoi se ngàn can viec dieh chuyén

nghia là có hien tiicng chàm pha

CÓ mot s\l lièn qiian tiiong ho giùa sii phu thuoc eia i*ian thiie , phan ào cua do tù thàm trong tniòng yéu va tang góc tón hao Dau tién trong Khoang phó giói han tga tàng Khóng dang Kè so vói già tri ban dau, sau

chung cua ferit eó thè diac mo ta nhii tóng 3 so hang , trong dò so hang dau tién phu thuoc bae hai vào tàn so, so hang thù hai thay doi tuyén tinh Khi thay dói ciicng do tù tniòng con so hang thù ba có già tri Khóng dói va dac tning cho tón hao ban dau:

tga = tgd^ + tgdj^ + tga^j (IO) hoac

2 tga = a^f + aj^a + a^ d i ) Càe he so a^ {dklac do trong Khoang tan so da cho trén IHz), d^ (diac

do trong vùng Rayleigh Ha=80A/m(»10e), d^ eó tén là he so tón hao tan so , tre va ban dau tiiong ùng

IO S^em, con f e r i t Ni-Zn 9 ^ IO -10 SJcm

Trong Ky t h u a t nguòi t a cùng hay dùng t g a / p ^ (hay n g h i c h dao cua nó PQQC) a t à n so f de danh g i à chat liiong cua v a t l i e u He so này càn

t h i e t cho t n i ò n g hop danh g i à so sàhh càc f e r i t có càc g i à t r i PQ va tga nam t r o n g g i ó i han cho phép nào do Tàn so t ó i han cho mot l o a i v a t l i e u

l à t à n so tiiong ùng v ó i g i à t r i tga=0 1 va do t ù thàm b a t dau giam nharih

Trong vùng t ù t n i ò n g xoay chiéu trung binti va manh Klii do t ù tham chuyén qua g i à t r i ciic d a i va b a t dau giam t h i sii phu tliuoe cua p va t o n hao vào ciiòng do t ù t n i ò n g va t a n so có dac t n i n g i^ii tuyen kha phùc

t a p O vung t n i ò n g này, f e r i t cung nhii càc l o a i v a t l i e u t ù khàc d i a c dac t r u n g b a i mot ho càc diòng cong phu thuoc p h i tuyén: p vào H hay B

v a p vào f, t g a = l / 0 ^ vào H hay B , tga vào f

Hinh 1-8 d i a r a càc d\lang phu thuoc cua tang góc t ó n hao va do t ù t h ^

vào eiiòng do t ù t n i ò n g v a t à n so cua f e r i t PQ=90CO Ton ìiao viiat t r o i

t r o n g t n i ò n g t r u n g b i n h va manh l à t ó n hao t r é Tuy n h i é n sii giàm \^ va

p t r o n g t n i ò n g manh k h i t à n so tàng eó l e phàn lón do t à c dung Khi t ù cua dòng xoày

TÙ h i n h 1 -3a, t a cùng t h à y t ó n hao t r é tàng k h i t à n g H^ va diòng cong

t ù hoà t h a y doi v ó i t à n so

Trong t n i ò n g manh Klii cam xtng t ù cua l o i có g i à t r i c a 1/10 T e s l a

(lOOOG) t h i l ò i có t h è b i nóng do t ó n hao nàng liiong t r o n g t n i ò n g marih

24

a) /^

'ZOO''

min

8000 bWO

2QO0

^\ 1 1

/tv 5\\

a) Dliòng 1, 2, 3 l à n liiot ùng vói t à n so 20, 100, 200 KHz

b) Dliòng 1, 2, 3, 4 Ian lu^ot ùng vói euòng do t ù trrtòng 0 4, 12, 24, 80 A/m

fùnh 1~S Sii phu thuoc cua tang gòc tcm liao (- -)và & tìt tham (—ì

vào ci^mg ab va tàn so cua tii trdcog cua :ferit fjfj=9000 [139]

Tón hao chung t r o n g f e r i t trong t n i ò n g t r u n g b i n h va marih eó t h è diiae

- 25

Dièn tich diòng tré chi yé"u diac xàc dinh bai già tri H^^ va Bp doi vói càm ùng tù ciie f^^-* B^ da cho Vi vói da so ferit tù mém Bp trong tniòng manh ca 0 3 - 0 6 già tri cam ùng tù ciic dai, con liic Khàng tù thay doi trong giói han mot vài l^àe tù don vi den hàng ngàn A/m( IO den 10 Oe)

nén rò ràng là già tri P trong tniòng manh a Bjjj da cho va trong vùng tàn

so" xàc dinh vé ca ban diiac xàc dinh bai liie Khàng tù cua vat lieu

Bai vày, trong tniòng trung binh va manh ferit tù mém diiac dac tning

bang càc diòng phu thuoc do tù thàm va tang góc tón liao vào tù tniòng va

tan so hoac bang càc già tri cu thè : p; tga; tga/p; Q^ va P a già tri H(hoae B) va tàn so sii dung

1-6/ Co Che xuat hién do tù tham p^^ cao trong ferit spinel [132, 139]

Trong vàt lieu sat tù nói chung, có hai ca che tù hoà : tù hoà do dich chuyén vàch domen va tù hoà do quay veeta mómen tù (tù do) theo tù tniòng ngoài Sii tù hoà va dao tù có thè xay ra mot càch thuan nghich hoac bat thuan nghich

vói vat lieu sat tù mém (Kè ca vói ferit spinel) sii tù hoà trong tniòng nho xay ra chu yeu do sii dich chuyén thuan nghich vàch domen Do dich chuyén vàch sé eàng lón neu gradient nàng liiong vàch theo hiióng dich chuyén eàng riho Qradient nàng liicng phu thuoc vào:

a/Sii tón tai cua bat dóng nhat ùng suat ca hoc

s As a

trong dò Ag - tù giao bao hoà a - do rong vàch donen

dZ/dx - gradient ùng suà't ca hoc doc ehiéu dich chuyén b/Sii có mat cua tap chat, do dò làm thay dói dién tich he mat vàch Klii dich chuyén den dò :

vàch-ay ^ as

1) Tao Kha nàng l o a i ho t a t c à càe xtng s u a t ca hoc de dZ/dx — ^ O

(thiiòng d a t d i a c bang chon c à c h g i à cóng n h i e t t h i c h hop) v a t à c h t a t e a

càc t a p l a de àS/dx —»• O , Khi dò g r a d i e n t à^/dx nho v a v i t h e PQ s e cao

2) Tao hop cha"t có nàng Kiiong d i hìlang t ù va t ù giao gan den O ( K ;s O

Â4 O ) Khi dò t a có dì!/dx nho va t ù do sé lón ngay cà Khi nguyén l i e u

do t m h Khié"t Khóng cao (nghia l à Khi dZ/dx va dS/dx t O ) , T a t n h i é n néu

dong t h ò i d a t d i a c t a t c à càc yéu t o : òS/òx % O ; òt/òx « O ; K^ ^ O ;

Ẫ O t h i s é có v a t l i e u có PQ r a t caọ

Rièng doi v ó i f e r i t de A s va K^ —*• 0 có t h è dùng ptniong phàp bù t r ù :

j») v i Âcua da so f e r i t eó g i à t r i àm yiK^cua Fe304 có g i à t r i diiong ,

nén trxrng phoi l i é u cung nhii d i é u Khién càe yeu t o cóng nghe de có t h è

t a o r a t r o n g v a t l i e u mot liiong Fe304 dan dén v a t l i e u eó Â-»- Ọ

* Vi K^ cua da so càc f e r i t eó g i à t r i àm , nén t r o n g t h à n h phan phoi

l i e u ngUÒi t a d i a vào l o a i t a p c h a t có Ki>0 ( t h i du CoO hoac t h à n h phan

" V- 7 ' \ 2 +

dii s a t de t a o r a mot hiang nho i o n Fé -pha m a g n e t i t e ) lue dò v a t l i e u

có t h è có K^ —»• Ọ

3) Tàng hàm liiong Zn vùa di de có PQ cao a nhiet do phòng

1-7/ Sii t^u thuoc nhiet do cua do tù thàm ban dau p^

ta thay rang, Khi già tri hang so di hiicng K^ rat nho thi sii bao hoà do

qua trình quay có thè dat diac Khi tù t-niòng di rihọ Qua trinh tù hoà dò

trong da tinh thè có thè da dàng han qua trinh tù hoà do dieh ehuyén

27

-Thóng thiiòng hang so" di huóng tù phu thuoc nhiét dò manh hon nhiéu so "1

vói t ù do bao hoà I, Thi du, doi vói s a t a 700 K, Kj da thiic t e bang

Khóng, t r o n g Khi dò Ig mai Khoàng 50/ g i à t r i IQ c' OK v i t h e a n h i e t

do này sii bao hoà càc mau da t i n h t h e dat d i a c a t n i ò n g nho hon l à a

rihiet do phòng

Hien tìiqng tàng tii ào va he so tit hoà (cung nhaì d& t ù thàm ban ààu)

h gÉn di&n Curie àìac goi la hieu ùng HDPKINS(yi

Khi dàng d i é u diòng Kj (T) va Is(T) tiicng tii nhii nhau ( t h i du a f e r i t

B a r i ) t h i Khóng x u a t h i é n h i é u ùng HopKinson

2) Sii phu thuoc n h i e t do e i a do t ù thàm ban dau cua f e r i t s p i n e l (*) F e r i t don

Nhii t a b i e t do t ù t h a n ban dau e i a v à t l i e u t ù t i l e v ó i b i n h j^niong

t ù do bao hoà v a t i l e nghich vói nàng liiong d i hUÓng t ù Ca h a i d a i liiong này deu t h a y doi theo rihiet dò, v i vày PQ CÓ t h è l à hàm phùc t a p

e i a n h i è t do, nhung v é nguyén t a c do t ù tham s é t à n g cho den diém Curie

Da so càe f e r i t don diòng PQ - T có dang nhii t r é n h i n h 1-9

lùnh 1-9 Stì pba thulòc nhiet ab cua ab tù thàn han àSu cua

MÒt sa £erit doa [lOO]

- 28

Riéng doi VÓI Fe304 d i n h thii h a i xuat h i é n a gin iSCK Dinh này l i é n

quan den diém O e i a d i hiiong t ù t i n h t h è (a do Kj d ó i dau)

(n) F e r i t Zn hon hop

F o r e s t i e r d i p h a t h i e n t h ^ y d i a n Curie e i a càc t i n h t h è hon hop cua

f e r i t don vói f e r i t Zn t h a p hon ólem Curie e i a f e r i t don tiicng ùng Thiic vày nhii trèn da t r ì n h bay, t r o n g f e r i t Zn hon hop, i o n Zn c h i e n v i t r i

t ù d i é n v a nhii vày s é làm giàm tiiong t à c AB, dan den d i a n C u r i e giam

(x) F e r i t Co hon hop

Hon hop g i ù a f e r i t eó d i hiicng t i n h thè' àm v a f e r i t Co eó d i luióng

t i n h t h è diiong v a Khà lón có t h è t a o nén v a t l i e u (vói t h à n h phan càe cau t i t h i c h h9P) có d i hiióng t i n h t h è bang Khóng a n h i è t do mong mion

Do f e r i t Co eó d a i liiong d i hulóng t i n h t h è cao (K^ ca 4 IO erg/em a

5 3 ^ ,

n h i e t do phòng) t r o n g Khi da so càc f e r i t có K^ co - IO erg/cm nén e h i

can mot liiong riho Co de có h i é u ùng bù t r ù Diém Khóng cua d i hiióng t ù

t m h t h è Khi hàm lii9ng Co t h a y dói d i a c t ì m t h a y a cùng n h i e t <^ a do

PQ d a t Clic dai t r é n diòng PQ-T

lùnh I-IO Sii pim thuoc nhiet do cua d^ tiì tham han àau

cua mot so :ferit ttì-Fe [lOO]

29

-Hinh 1-10 ehi ra diòng PQ-T eia mot so ferit Mn-Fe eó thành phài

^^l-x^®x Fe204 Ta thay a ferit này ngoài ciie dai a gàn diém Curie con

thap CÓ nhiéu càch. giai thich vé hién tii9ng này

Dau tién cho ràng vi tri eia ciic dai thù hai it lièn quan den hàm

luong Fé Khi do trén don tinh thè ferit HnQ 85^^2 15*^4 ^^^ L^CO'i chi

ra ràng clic dai thù hai trén diòng UQ-T khóng lién quan gì den diem O

cua di hiiong tù t m h thè hay tù giao Tuy nhién, sau khi Khii tù, do tù

thàm cua don t m h thè thay doi manh theo thòi gian va he qua la dang

diòng PQ-T cung phu thuoc vào thòi gian do va Enz cho ràng dang dac

biet cua diòng PQ-T lièn quan dén hién tiicng g9i là disaccomodation

7 2 + VOI su t a n g ham liiong ZnO va v i e c d i a mot liiong nho Fé vào f e r i t

hfri-Zn da có arih hiiong làm tàng K^ theo haióng diiong

Nguón goc d i a eiie d a i t h ù h a i t r é n diòng PQ-T doi v ó i F e r i t Mi-Zn l à

t a i dò Ki=0 Sii phu thuoc thàrih p h à i cua PQ diiac g i a i t h i c h t ù sii p ^

thuoc vào Kj, do t ù thàm cao d i a c t i m thay a t h àn h phan ùng v ó i f e r i t eó

Ki=0 r o r é t hon l à a t h à n h p*iàn ùng vaiAj=o, Sau này qua v i e c n g h i é n cùu

do ón dirih n h i e t do cua do t ù thàm ban dau PQ càc t à c g i à Khàc da có

cùng c à c h g i a i t h i c h v ó i Keizo Chta vé sii x u a t h i é n eiic dai t h ù h a i t r é n

diòng P Q - T t r o n g f e r i t dii s a t [42.43, 105}

3 / Do ón d i n h n h i e t do cua do t ù tham ban dau PQ [133, 139, 140]

Trong Ky t h u a t , Khi s i dung f e r i t , nha"t l à l o a i có do t ù t h a n cao nhii

f e r i t t&i-Zn, ngiiòi t a quan tàm den yéii t o ón d i n h n h i e t do e i a càc thóng

30 trong dò p^ va P2 là do tù than a nhiét do T^ va T2 tiiong xtng B\j là

sii thay dói tiiong doi eia do tù thàm khi nhièt do thay dói 1 C

Trong cóng nghe che" tao ferit, de dàp xing yéu cau dò, ngiiòi ta co gang tao ra diac loai vàt lieu eó diòng P Q - T phang trong khoàng nhiét do yéu càu (sé diiac trinh bay chi tiet hcn trong phài cóng nghe)

1-8/ Do òn dinh theo thòi gian eia do tù than [130, 139 140]

Càc thóng so dac trxtng cho do ón dinh theo thòi gian cua do tù thàm : Trong Ky thuat, ngiiòi ta goi sii thay doi theo thòi gian cua do tù thàm ban dau eia chat sat tù trong mot khoang thài gian dai a rihiet do phòng

là do ón dinh theo thòi gian cua do tù thàm K-^ va ngiiòi ta dàe tning bai

y. thay doi PQ sau mot nam hay sau 10 den 30 ngày dém t>ao qcuan trong diéu KJ.en tiéu chuàn

Thòi gian do de danh già K^ có thè nit ngan neu tinh dac tning Ig thay dói do tù thàm vai thòi gian

càc qua trinh sau có thè dan dén sii già hoà :

- Sii phàn huy pha trong dung dich ran cau tnic spinel Trong ferit có thè hoà tan nhiéu tap chat, càc tap này thiiòng có mat trong nguyén liéu ban dau Do hoà tan cua chiing phu thuoc vào nhiét do va, ve nguyén tao , tàng Khi nhiét do tàng Khi thiéu Ket xuat luèn trang thài càn iDang a

nhiét do thiéu Két va xuat hién trang thài khóng càn J^ang (qua bao hoà)a nhiét do phòng hay nhiet do khàc vói nhiét do thiéu Ké"t Khi làm nguói, do giàm giói han hoà tan ma trong cau tnic spinel xuat hién xu

31

-hiióng t à c h t a p c h a t r a Khoi dung d i e h r a n Neil lii9ng t a p này qua nho

t h i chung Khó t à c h r a Neu l ò i f e r i t c h i ù t à c dung chu Ky n h i é t , co , t ù

t h i phan t a p c h a t eó the' t à c h r a Khoi dung d i c h ran vai xu hiiong t à c h

r a a b i é n h a t dan den làm t h a y dói t i r i h c h a t d i é n t ù cua f e r i t

- Sii t h a y dói t r a n g t h a i hoà t r i e i a càc c a t i o n Trong f e r i t có ehiia

3+ 2 + 4 + 3 + 2 +

càe i o n Kim l o a i eó hoà t r i Khàc n h a u ( t h i du Fé , Fé , "Mn Mn ,Hn ,

3 + 2 + ^ , > ,v •) *A> '

Co , Co ) do do s e xay r a qua t r i n h t r a o dói d i è n tii Sii t r a o d o i cac

d i e n t i g i ù a càc i o n e i a mot Kim l o a i có hoà t r i t h a y doi nam t r o n g cùng

mot phàn mang xay r a v ó i t o c do lón va nàng liiong t ó n hao nho, xàc d i n h

do dan d i è n cua f e r i t Qua t r i n h t r a o dói dién tii Kéo d a i hon xay r a

g i ù a càc i o n Kim l o a i Khàc hhau có hoà t r i thay dói t r o n g v i t r i t ù d i é n

v a VI t r i ]Dàt dièn Trong f e r i t dii s a t cung có Kha nàng Khuéeh t à n i o n

l i é n quan den sii có mat e i a c a t i o n vacancy Olòng do cua qua t r i n h Khuech t à n phu thuoc vào th àn h phan f e r i t , do sop cua chung, d i é u Kien

t h i é u Két va làm nguoi t r o n g mói tniòng v a càc yeu t ó Khàc Trong t h ò i

g i a n f e r i t t i e p xue v ó i mói tniòng xung quanh sii cinuyèn h o à eau t n i c cung xay r a

Ket Khi làm nguoi nhanh, trang thài càe cation eó thè bi "ham lai"

va sau mot khoang thòi gian nhat dinh càe cation này mai diac sap

Khi ferit dice làm nguoi chàm càc cation này cung Khóng xàc dinh ngay

dxiac trang thai ón dinh ma chung a trang thài già ben, va theo thòi gian trong ferit có sii phàn bo lai càc cation c^ chuyén sang trang thài ben Sii thay doi phàn bó cation (do Khuech tàn) sé dan tói sii thay doi càc thóng so dién tù cua ferit [21,61,94]

- He so nhiét do TF (tanperature factor)

- He so già hoà DF (disacccmodation factor)

thi thóng so DF phu thuoc ro rét vào toc do làm nguoi sau thiéu Ket,

f^-Zn phu thuoc vào nóng do Fé va nóng do vacancy [133], Neu nóng do

Fé trong mot ferit xàc dinh là khóng thay dói thi bat Ky sii thay doi

vé DF có thè chi do sii thay doi nong do vacancy; ma sii thay doi nóng do

vacancy lai lièn quan den sii bay hai cua ZnO

Sii phu thuoc eia DF vào toc do làm nguoi tucng tii vói sii phu thuoc cua

qua trinh bay hai Zn vói toc do làm nguoi Hay nói càch Khàc he so DF

phu thuoc marih vào s\i bay hai Zn va do dò de eiic dai hoà càc thóng so

o o chon giùa 230 C/h - 310 C/h [123]

1-9/ Tinh chat dién cua ferit spinel

1) Do dan dien eia ferit [100]

-2 , 11 ' • ' , ,

cùng mot phàn mang (vi tri bàt dien) Thi du, a rihiet do i*LÒng Fe304 có

tniòng oxy hoà de san pham Khóng chùa ion Fé , có the có dien tra lón

6 , ^ - /

thi du ferit có thành phàn NÌQ^ 3Zno 7^^2+S<^ÌÌ^+Ì vói 6<0 ferit nhii là chat

bàn dan Kiéu p, vóiSìO chung là hàn dan loai n (hinh 1-11) JonKer [100]

nong do phàn ti: tài là tiiong doi nho Diéu dò eó nghia là ành hiiong

dién ti: hay lo trong vai nhiét dS

hang dieu kien nung

Mot d i é u quan tnpng l à muon t a o r a càc f e r i t có d i é n t r a mong mion t h i

càn t h i e t p h a i Khong che hàm liiong i o n Fé trong chung Diéu này có t h è

thiic h i é n dilqc hang càch chon t hà nh phan phoi l i é u han dau va che do

cóng nghe t h i c h h9P cung nhii pha t a p vào f e r i t nén mot liiong riho càc i o n Kim l o a i eó hoà t r i t h a p hoac cao hon hoà t r i cua i o n Fé <^ d i é u k h i é n nóVig do cua i o n Fé Thi du, de có f e r i t Ni có d i é n t r a cao, t a eó t h è

thém vào mot liiong i o n Mn de t a o f e r i t eó thàrih p^ìan NiFe^^ 9MnQ_ 5^04

n h i e t do tiiong ùng v ó i b i é u t h ù c : 9 = 9co e v ó i E- nang liiong K i c h

h o a t e i a qua t r i n h dan d i é n rihay (nàng liiong c à i t h i é t de t à c h mot d i é n

34

eia nó trong Kiioàng O 1 den O 5 eV Nang liiong Icieh hoat cao luón di lién VÓI dién tra cao cua ferit a nhiet do phòng Néu ta xay diing diòng Ig9-1/T thi VÓI da so" càe ferit hon hop ta tim thay diém gay, tuong ùng vói diém Curie cua ferit dò

2) Hàng so dien mói eia ferit spinel à sii phu thuoc tàn so va tù truòng cua do dan dién (Hiéu uhg Galvano-tù)

a) Hang so dien iroi cua ferit spinel :

Mot diéu dac biet là ferit có hàng so dién mói Kha lón, a tàn

so IKHz eó thè dat già tri ^ IO Klii tàn so tàng lén có thè giam xuòng con ca 10-15 Diiòng tga phu thuoc tàn so có mot hay liai ciic dai, Khi nhiét do tàng, nó có the dich chuyén vé p*LÌa nhiét do cao hcn

Thành phàn hoà h9e cua ferit, mói tniòng nung, toc do làm nguoi sau Khi nung anh hiiong nhiéu dén già tri cua hang so dién mói Thi du Khi tàng nhièt do thiéu Kèt ferit Ni-Zn lén vài chuc do, già tri có thè tàng lén vài bae

Sii có mat cua ion Fé anh hiicng lón dén tirih chat dién moi cua ferit

2+

[138, 139] Nóng do Fé tàng làm tàng già tri

Giùa tirh chat dién, dien mói va tù có lién quan chat che vói nliau va

có thè diac giai thich nhò he qua vatt ly cua qua trinh Khuéeh tàn dién

O nhièt do cao, ion OZ<Y thoat ra Khoi mang luói va de lai vacancy, lue

do càc vacancy này diac coi nhu càe già liat diiong, thuòng diac goi là

tuong t à c Coulomb vói vacancy oxy Trong qua t r i n h t±iang giàng rihiét,

càc d i e n t u có t h è d i c h chuyén khoi vacancy dé"n khoàng càch v à i nguyén

tii, nhuhg diiai t à c dung cua liic Coulomb, eàc d i é n tii này có Khuynh hiióng

quay t r a v é v i t r i cu Chinh vacancy eung có the d i c h chuyén t r o n g nang

t i n h t h è f e r i t nhiing vói t o c do riho hon so v ó i d i é n t i a n h i è t do phòng

35

-L I RatKin va Z I NoviKov [138] d i di den Ket Kuàn ràng t i n h chàit

dién va dièn tói e i a f e r i t là do tiiang tàc Coulomb giùa càc "tàm-F" va dien t i d ^ Trong t ù tniòng xoay ehiéu, càc dien t i này dao dong gin

"tàm-F" trong mot Khoàng càch eàng lón néu tin so eàng thap Khi t ù tniòng ngoài dat den già t r i nào do de Khoàng càch dieh chuyén trung

birih e i a dién tif dan gah vói Khoàng càch trung binh giùa càc "tàm-F",

t h i lue dò g i à t r i tga dat già t r i eiie dai

b) Tù t r a - Hieu ùng Galvano-tù :

Dién t r a có thè bi giàm dàng Kè Khi dà.t mau eó t ù t i n h vào trong

t ù tniòng manh dò là hieu ùng t ù t r a hay h i é u ùng Galvano-tù Khi do sii thay doi dien t r a , t ù tniòng eó thè dat song song hay vuóng góc vói dòng dién di qua mau f e r i t Trong ca hai tniòng hop, dien t r a déu b i giam

tuyén t i n h [33] Tuy nhièn, già t r i AR/R a hai tniòng hop có Khac ntiau

va theo qui t a c AKulov : '

(AR/R),, = (AR/R)_L/2

Co mot vài ly thuyèt g i a i t h i c h càc hien txiang t r é n :

» Ly thuyèt cua Mott : a trang t h à i bi Kich thich nhiét, p*ian t r é n e i a

càe mie s p m diicng là tròng va càe dièn tii 4s eó thè nhay vào v i t r i tróng này, diéu do làm tàng marih t ù do tii phat va làm giàm dièn t r a [33]

» Ly thuyèt cua Kasuya : do Kich thich rihiet, càc spm e i a càc ion sap

xep Khóng t r a t tu, diiói tàc dung cua t ù tniòng manh sii sap xep càc s p m diac t r a t tii hon va nhii thè Kha nang tàn xa càe dién t i 4s b i giàm di ,

làm dièn t r a giam [33]

36

-I - -I O / Anh hiiong e i a tót so t a p chat dén t i n h c h a t t ù va d i é n e i a f e r i t

t ù mem :

F e r i t t ù mém d i a c s i dung t r o n g mot dai t à i so r o n g ( t ù àm t a n den

s i é u cao t à n ) v a ciiòng do t ù t n i ò n g t ù p h à i miiòi dén hàng chuc Oe, t r o n g tói trùong eó n h i è t de, do àm t h a y dói, nén dòi h o i f e r i t p h a i có t i n h

c h a t t ù v a d i e n t o t , h a y n ó i càch Khàc phài có t i c h pQ cao, Dói v ó i mot

f e r i t n h a t dinh, mong mion d a t d i a c t i c h pO l à hàng so Khi t h a y dói che

do cóng nghe Vé mat cóng nghe, de dat d i a c yéu càu dò càc b i é n phàp

cóng nghe l a i t r a i nguac nhau Cu t h è de có PQ cao, càn p h a i có nguyén

l i é u t h a t t m h Khié"t l o a i 3DO h é t càe t a p phi tù, càn p h a i có h a t t i n h

t h è p h à t t r i é n l ó n va dong d^n, Khóng có b9t k h i JDen t r o n g h a t , dong

t h ò i p h a i t a o dlic^ mot liicng Fe304 hoà t a n trong pha s p i n e l , n g h i a l à

t ó n t a l mot liiong Fé Hau h e t càe yeu t o dò l a i dan den làm t à n g t ó n hao t r o n g f e r i t (nhat l à t ó n hao dòng xoày), ành hiicng den do ón d i n h

n h i é t do va t h à i g i a n cua f e r i t

Nham c a i t h i é n d i a c t i n h c h a t t ù va dién, dam bao d i a c 5 thóng so" c h i n h

l à : do t ù thàm cao, t ó n hao t r e nho, he so ptóm c h a t Q cao, h e so' n h i è t

do (TF) nho, h e so g i à h o à (DF) nho, ngiiòi t a da dùng n » t so hop c h a t pha

t a p vào f e r i t làm t à n g d i é n t r a s u a t cua f e r i t , ma rong d a i t à n s i dung, làm phang diòng P Q - T t r o n g Khoang n h i è t do sii dung, ón d i n h càc thóng so*

t h e o t h ò i gian Sau day ehùng t ó i t r i n h t^ày anh hiicng e i a tót so" hop c h a t

thu:òng dxtgc dùng n h a t làm chat pha t a p ( d o p a n t s ) h o a c da có san t r o n g

nguyén l i é u ban d à u

/y Anh hWong cua CaO vk SiOj : Viec s i dung hop c h a t p^ia t a p ( t a p c h a t ) CaO h a y t ó hop CaO à SÌO2 de che t a o f e r i t Wi-Tn PQ cao v a t ó n hao nho

da dilqc quan tàm t ù nliùng nam 60 cua t h è Ky này

Tuy nhién, c a che làm giam tón hao e i a càe t a p c h a t này cho dén nhùng

nam 80 van con có nhung cóng t r i n h nghién cùu de càp den

Theo [78, 79] b i n h thiiòng a b i é n h a t e i a f e r i t da t i n h t h e có Kha nang

h i n h thàrih tót l ó p mong có d i é n t r a cao hon d i é n t r a e i a h a t t r o n g qua

t r i n h làm nguoi, dò l à do sii oxy hoà cua Fé dirih xù a gin b i é n h a t Thém vào do t a p chàit CaO inay t ó hop CaO & SÌO2 có Khuynh haióng Ket t i a a

37

dàng Ké bang su hinh thành tót lóp càch dien a bién hat

Nghién cùu sàu thém , ngUÒi ta thay rang , thiic té CaO hay CaO a SÌO2

cao Khi làm nguói, tù hcrp chat atecti này sé tàch ra mot hop chat giàu

CaO va SÌO2 a bién hat nhii mot lóp càch dién, cat dòng Foucault a tàn so

cao va nhii the làm giam tón hao (chu yeu giam tón hao dòng xoày) cua

ferit

Thay vi Si02r nguòi ta con dùng cap tap chat CaO à Ge02 cùng eó tàc

« A 7 J - - U - J A A^ ^

dung nhii t r e n , nhiing h i e u qua hcn Khi aó 9 s e tang l e n IO I a n so v a i

f e r i t !*i-Zn e h i pha t a p CaO [34]

Nhii vay ngay c a v a i t a p CaO, SÌO2 co san t r o n g nguyen l i e u (ham liicng

CaO cho phép eó t h è t ó i O, 2 -O, 3 X TL) f e r i t Mn-Zn van co t i c h pQ cao

2f Anh hWong eòa tap chat Ni S Mg dói vai ferit Mn-Zn [65]:

Nhii da t r i n h bay a phan tóng quan, v ó i f e r i t eó dii s a t so v ó i t h à n h

phan hop t h i i c ( t h i du ZnQ 3iFeo ^5 MDQ 54Fe204 ) luón có tót liicng i o n

2+ ' t ' /

Fé làm t h a y dói Kj t h e o hiióng diiong, va t r é n dxiang PQ-T bao g i ò cung

xuat i i i é n dxhn t h ù h a i a vung n h i è t dò thap Vi t r i rihiét do bù t r ù này

[ 2+ • '

phu thuoc vào hàm lii9ng Fé t r o n g f e r i t

Ham luong Fé co t h e axtqc d i e u k h i e n bang :

- Thành phan p h o i l i é u

- Che do cóng nghe (toc do nàng va h a n h i é t , tói t n i ò n g Khi t h i é u Két)

- Thém vào t h à n h phan f e r i t Mn-Zn mot liiong nho t a p , t h i du Ni & Mg,

Vi du v ó i càc f e r i t ZnQ^ 3Feo 07 ^ ^ 52^io 11^^204 (1)

2^:» 3^eo 07 ^*^ 52 ^ O 1 1 ^ ^ 2 % (2)

^ o o cuc dai thii hai trén dicng PQ-T dich dén +100 C (1) va 75 C (2) va tón

hao cóng suat giam [ ] a vung nhiét do dò. Diéu dò rat eó lai Khi dùng

vat liéu này làm lòi bien àp cóng suat (vi trong qua trinh hoat dong

co 70-100 C) [57,58.593