Влияние Co и Ni на магнитные свойства и микроструктуру гексаферритов BaFe$_{12-x}$Ni$_x$O$_{19}$ и BaFe$_{12-x}$Co$_x$O$_{19}$, синтезированных гидротермальным методом

Методом гидротермального синтеза были получены наноразмерные порошки Co- и Ni-замещенных гексаферритов бария (BaFe$_{12-x}$Ni$_x$O$_{19}$ и BaFe$_{12-x}$Co$_x$O$_{19}$ с $x$ = 0.1, 0.3, 0.5). Образцы были проанализированы несколькими методами, включая рентгенофазовый анализ, энергодисперсионную спектроскопию, вибрационную магнитометрию, ИК-спектроскопию и просвечивающую электронную микроскопию. Показано, что, несмотря на близкую химическую природу Co$^{2+}$ и Ni$^{2+}$, эффект от замещений Fe$^{3+}$ на эти элементы совершенно разный. Так, никель практически не влияет на форму и размеры получаемых частиц BaFe$_{12-x}$Ni$_x$O$_{19}$ (пластинчатые кристаллиты диаметром около 200 nm и толщиной 60 nm). С ростом концентрации никеля магнитные параметры получаемых ферритов снижаются практически линейно. Кобальт, напротив, в определенной концентрации приводит к существенному изменению морфологии частиц (утоньшению кристаллитов до 30 nm и менее), вследствие чего происходит резкое снижение коэрцитивной силы полученных порошков. Данный эффект обусловлен тем, что кобальт способствует образованию фазы BaFe$_{12-x}$Co$_x$O$_{19}$ непосредственно в процессе гидротермальной обработки прекурсоров, в то время как для формирования BaFe$_{12-x}$Ni$_x$O$_{19}$ и BaFe$_{12}$O$_{19}$ требуется дополнительная высокотемпературная обработка.