Проф., д.ф.н. РАМАЗАНОВ М.А Проф., д.ф.м.н . АБАСОВ ...

37
РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МАГНИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Проф., д.ф.н. РАМАЗАНОВ М.А Проф., д.ф.м.н. АБАСОВ С.А. Баку-2013 ПАРВАНА БАБАКИШИ кызы АСИЛБЕЙЛИ 2222.01 – физика и технология наноструктур Диссертация представлена на соискание ученой степени доктора философии по физическим наукам Научные руководители :

Upload: dolph

Post on 25-Jan-2016

66 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МАГНИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ. ПАРВАНА БАБАКИШИ кызы АСИЛБЕЙЛИ. Проф., д.ф.н. РАМАЗАНОВ М.А Проф., д.ф.м.н . АБАСОВ С.А. 2222.01 – физика и технология наноструктур - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В

ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ

МАГНИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ

НАНОКОМПОЗИТОВ

Проф дфн РАМАЗАНОВ МА

Проф дфмн АБАСОВ СА

Баку-2013

ПАРВАНА БАБАКИШИ кызы АСИЛБЕЙЛИ

222201 ndash физика и технология наноструктур Диссертация представлена на соискание ученой степени

доктора философии по физическим наукам

Научные руководители

Что такое laquoнанокомпозитыraquo

Традиционно под термином laquoкомпозиционныеraquo материалы понимают некоторые многофазные многокомпонентные системы в которых объединены несколько материалов отличающихся по составу или форме в макромасштабе с целью получения специфических свойств или характеристик конечного материала

При этом отдельные составляющие системы сохраняют свою индивидуальность и свойства в такой степени что они проявляют межфазную границу и работают в некотором laquoсинергетическом ансамблеraquo достигая улучшения свойств недоступных каждому компоненту в отдельности

В последнее время широкое распространение получил новый класс композиционных материалов в которых масштабный уровень размеров индивидуальных компонентов достигает нанометрового диапазона Эти материалы получили название laquoнанокомпозитыraquo

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫРазвитие методов напыления сверхтонких пленок и нанолитографии привело в последнее

десятилетие к активному изучению магнитных наноструктур Стимулом этой активности

является идея о создании новых магнитных наноматериалов для сверхплотной записи и хранения

информации СВЕРХВЫСОКАЯ

ПЛОТНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ

(1-10 Тбитквдюйм)

Полученные наноматериалы могут

быть использованы при создании

микроэлектронных схем сенсоров

преобразователей и накопителей энергии и

дисплеев

ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ

Полиэтилен высокой плотности

поливинилиденфторид

минерал магнетит Fe3O4

bull Низкая себестоимостьbull Высокие стабилизирующие

свойстваbull Простота при

термообработке

bull магнетит Fe3O4 (FeOFe2O3) - сложный оксид железа одновременно содержащий ионы II и III валентного железа Частицы в таких магнитных жидкостях не оседают на дно и последние сохраняют свои рабочие характеристики в течении многих лет

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установление роли межфазных явлений в формировании

структуры и свойств суперпарамагнитных

магниторезистивных диэлектрических и прочностных

свойств нанокомпозитов полиэтилен высокой

плотности+ магнетит Fe3O4 и

поливинилиденфторид+магнетит Fe3O4 а также

выявление возможности применения этих магнитных

полимерных нанокомпозитов в различных областях техники

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların yeni alınma

texnologiyasının işlənib hazırlanması

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların quruluşuna polimer tozunun ilkin γ-şuumlalandırılma prosesinin

təsirinin tədqiqi

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 2: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

Что такое laquoнанокомпозитыraquo

Традиционно под термином laquoкомпозиционныеraquo материалы понимают некоторые многофазные многокомпонентные системы в которых объединены несколько материалов отличающихся по составу или форме в макромасштабе с целью получения специфических свойств или характеристик конечного материала

При этом отдельные составляющие системы сохраняют свою индивидуальность и свойства в такой степени что они проявляют межфазную границу и работают в некотором laquoсинергетическом ансамблеraquo достигая улучшения свойств недоступных каждому компоненту в отдельности

В последнее время широкое распространение получил новый класс композиционных материалов в которых масштабный уровень размеров индивидуальных компонентов достигает нанометрового диапазона Эти материалы получили название laquoнанокомпозитыraquo

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫРазвитие методов напыления сверхтонких пленок и нанолитографии привело в последнее

десятилетие к активному изучению магнитных наноструктур Стимулом этой активности

является идея о создании новых магнитных наноматериалов для сверхплотной записи и хранения

информации СВЕРХВЫСОКАЯ

ПЛОТНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ

(1-10 Тбитквдюйм)

Полученные наноматериалы могут

быть использованы при создании

микроэлектронных схем сенсоров

преобразователей и накопителей энергии и

дисплеев

ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ

Полиэтилен высокой плотности

поливинилиденфторид

минерал магнетит Fe3O4

bull Низкая себестоимостьbull Высокие стабилизирующие

свойстваbull Простота при

термообработке

bull магнетит Fe3O4 (FeOFe2O3) - сложный оксид железа одновременно содержащий ионы II и III валентного железа Частицы в таких магнитных жидкостях не оседают на дно и последние сохраняют свои рабочие характеристики в течении многих лет

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установление роли межфазных явлений в формировании

структуры и свойств суперпарамагнитных

магниторезистивных диэлектрических и прочностных

свойств нанокомпозитов полиэтилен высокой

плотности+ магнетит Fe3O4 и

поливинилиденфторид+магнетит Fe3O4 а также

выявление возможности применения этих магнитных

полимерных нанокомпозитов в различных областях техники

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların yeni alınma

texnologiyasının işlənib hazırlanması

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların quruluşuna polimer tozunun ilkin γ-şuumlalandırılma prosesinin

təsirinin tədqiqi

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 3: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫРазвитие методов напыления сверхтонких пленок и нанолитографии привело в последнее

десятилетие к активному изучению магнитных наноструктур Стимулом этой активности

является идея о создании новых магнитных наноматериалов для сверхплотной записи и хранения

информации СВЕРХВЫСОКАЯ

ПЛОТНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ

(1-10 Тбитквдюйм)

Полученные наноматериалы могут

быть использованы при создании

микроэлектронных схем сенсоров

преобразователей и накопителей энергии и

дисплеев

ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ

Полиэтилен высокой плотности

поливинилиденфторид

минерал магнетит Fe3O4

bull Низкая себестоимостьbull Высокие стабилизирующие

свойстваbull Простота при

термообработке

bull магнетит Fe3O4 (FeOFe2O3) - сложный оксид железа одновременно содержащий ионы II и III валентного железа Частицы в таких магнитных жидкостях не оседают на дно и последние сохраняют свои рабочие характеристики в течении многих лет

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установление роли межфазных явлений в формировании

структуры и свойств суперпарамагнитных

магниторезистивных диэлектрических и прочностных

свойств нанокомпозитов полиэтилен высокой

плотности+ магнетит Fe3O4 и

поливинилиденфторид+магнетит Fe3O4 а также

выявление возможности применения этих магнитных

полимерных нанокомпозитов в различных областях техники

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların yeni alınma

texnologiyasının işlənib hazırlanması

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların quruluşuna polimer tozunun ilkin γ-şuumlalandırılma prosesinin

təsirinin tədqiqi

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 4: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ

Полиэтилен высокой плотности

поливинилиденфторид

минерал магнетит Fe3O4

bull Низкая себестоимостьbull Высокие стабилизирующие

свойстваbull Простота при

термообработке

bull магнетит Fe3O4 (FeOFe2O3) - сложный оксид железа одновременно содержащий ионы II и III валентного железа Частицы в таких магнитных жидкостях не оседают на дно и последние сохраняют свои рабочие характеристики в течении многих лет

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установление роли межфазных явлений в формировании

структуры и свойств суперпарамагнитных

магниторезистивных диэлектрических и прочностных

свойств нанокомпозитов полиэтилен высокой

плотности+ магнетит Fe3O4 и

поливинилиденфторид+магнетит Fe3O4 а также

выявление возможности применения этих магнитных

полимерных нанокомпозитов в различных областях техники

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların yeni alınma

texnologiyasının işlənib hazırlanması

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların quruluşuna polimer tozunun ilkin γ-şuumlalandırılma prosesinin

təsirinin tədqiqi

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 5: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установление роли межфазных явлений в формировании

структуры и свойств суперпарамагнитных

магниторезистивных диэлектрических и прочностных

свойств нанокомпозитов полиэтилен высокой

плотности+ магнетит Fe3O4 и

поливинилиденфторид+магнетит Fe3O4 а также

выявление возможности применения этих магнитных

полимерных нанокомпозитов в различных областях техники

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların yeni alınma

texnologiyasının işlənib hazırlanması

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların quruluşuna polimer tozunun ilkin γ-şuumlalandırılma prosesinin

təsirinin tədqiqi

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 6: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların yeni alınma

texnologiyasının işlənib hazırlanması

PP+ZnS və PVDF+ZnS əsaslı polimer nanokompozisiyaların quruluşuna polimer tozunun ilkin γ-şuumlalandırılma prosesinin

təsirinin tədqiqi

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 7: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Исследования магнитных

полимерных нанокомпозитов методами АСМ МСМ СЭМ в

зависимости от концентрации магнетита и от

условия его получения

Исследование удельной

намагниченности магнитных

полимерных нанокомпозитов ПЭВП+Fe3O4 и ПВДФ+Fe3O4 в зависимости от интенсивности

магнитного поля

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 8: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ

Изучение влияния межфазного

взаимодействия на диэлектрические

свойства магнитных

полимерных нанокомпозитов

Изучение возможности применения магнитных

полимерных нанокомпозитов в

различных областях техники

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 9: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ

Измерения прочностных диэлектрических и

магнитных свойств

Магнитно-силовая микроскопия

(МСМ)

Атомно-силовая микроскопия

(АСМ)

Сканирующая электронная микроскопия

(СЭМ)

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 10: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА

Наночастицы Магнетит

Соли FeSO4bull7H2O и FeCl3bull6H2O

Растворение в воде

Полученный раствор

Слабый подогрев

Добавка 25 амиачной воды

Инстенсивное перемешивание

В результате в сосуде образовывался

тонкодисперсный осадок Fe3O4 и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный

магнит

Добавкаоллеата натрия

Перемешивание и нагрев до 950С

Жидкотекучий материал

Магнитоуправляемые свойства

Легко взаимодействует с различными материалами

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 11: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

х40 000

Электронная микрофотография наночастиц магнетита Fe3O4

Магнитное поле ориентирует магнитные моменты частиц приводящее к изменению различных свойств раствора

Гистограмма распределения наночастиц по размерам показывает что размер магнитных наночастиц

лежит в пределах от 5- 14 нм

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 12: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матрицу (Бакинский Государственный Университет)

Испарение

Метастабильная пленка

Температураинтенсивное перемешивание

время

Раствор

В первую очередь в ходе проведенных химических реакций была получена

смесь laquoполимера и магнетитаraquo

Полученная смесь выливалась в чашку Петри и высушивалась в вакуумном шкафу

Полученный непрозрачный продукт по внешнему виду отличался по цвету от светло-коричневого(для

малых концентраций Fe3O4) до темно-коричневого(для

больших концентраций Fe3O4)

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 13: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ

(ИНСТИТУТ ФИЗИКИ НАН АЗЕРБАЙДЖАНА)

Температурно-временной режим кристаллизации образцов нанокомпозитов медленное охлаждение при βasymp4 градмин под давлением до комнатной

температурыБыстрое охлаждение при βasymp2000 градмин (laquoзакалка в жидкой азотной средеraquo)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 14: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ (СЛЕВА) И ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

РЕЗУЛЬТАТ (СПРАВА)

Электронная фотография (СЭМ) структуры реального

нанокомпозита ПВДФ+ 5 обFe3O4

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 15: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННОГО РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б)

1 БО 2 МО

Эффект упрочнения достигается при низком содержании наночастиц наполнителя (5 об Fe3O4) и следовательно даже такого количества

наноразмерного наполнителя оказывается достаточным чтобы существенно изменить важные физические свойства материала

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 16: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) ПВДФ+Fе3O4 (б) ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ В ПОСТОЯННОМ

МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЖИМЕ БО

1 До обработки2После обработки Действие постоянного магнитного поля приводит к

уменьшению механической прочности нанокомпозитов и уменьшение на основе ПЭВП

больше чем на основе ПВДФ

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 17: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 И

ПВДФ+Fе3O4 ИССЛЕДОВАЛИ МЕТОДОМ АСМ МСМСЭМ (Бакинский Государственный Университет)

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 18: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

МИКРОСТРУКТУРА ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+10 об Fе3O4 ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ МО (слева)

ФОРМА И РАЗМЕРЫ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАНОКОМПОЗИТА (справа)

Экспериментально получено размер наночастиц в зависмости от концентрации магнетита составляет от 12-28 нм

а ndashх40 000 б ndash х120 000

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 19: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

Количественный элементный состав шести

точечных спектров нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Энергодисперсионный

микрорентгеноспектральный анализ

(многослойное изображение) нанокомпозита

ПЭВП+10 об Fe3O4 (МО)

Исследования элементного состава фаз Это дало нам информацию о

химическом составе образца в произвольном выбранном участке

микроскопических размеров

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 20: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ОБЩИЙ ВИД ЛИНИЙ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРА ПОКАЗЫВАЮЩИХ НАЛИЧИЕ

ЭЛЕМЕНТОВ В ТОЧКЕ 7

Исследования качественного

элементного состава шести точечных

спектров установил что светлая фаза состоит в

основном из углерода кислорода и железа а темная ndash из углерода

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 21: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

а) б) в)

Для подтверждения элементного состава было проведено картирование распределения элеменентов по поверхности Если

наложить карты распределения химических элемнтов( а б в)

на микроструктуру

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 22: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

то получим что светлые фазы состоят из трех элементов С О Fe

темные только из С

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 23: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

МОБО

РЕЗУЛЬТАТЫ АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ (3D) ТОПОГРАФИИ УЧАСТКА ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

Установленно что в образцах полученных в режиме получения МО рельеф нанокомпозита становиться

более упорядоченным чем в образцах полученных при БО И это понижение степени кристалличности в

образцах в режиме БО можно связать мелкой кристаллической структурой

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 24: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА

ПВДФ+ 5 об Fе3O4

ер

Доказано что с изменением температурно-временного

режима кристаллизации размеры магнетита Fе3O4

увеличиваются а гистограмма значений элементов изображений

показал что среднеквадратичная шероховатость поверхности

нанокомпозита составляет 15-30 нм

МО

БО

21 нм

15 нм

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 25: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

АСМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4

ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) б) в)

Концентрация магнетита

размер магнетита

5 15 нм

10 35 нм

15 62 нм

Установлено что частицы в полимерной матрице от 2 до 15 проявляют суперпарамагнитные свойства а размеры частиц изменяются от 15 ndash 65 нм Дальнейшее увеличение размеров наночастиц Fe3O4 выше 90 нм с увеличением концентрации наночастицы магнетита приводит к изменению свойств нанокомпозита те наночастицы переходит в многодоменную структуру и материал проявляет ферромагнитные свойства

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 26: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПЭВП+Fе3O4 (а) И ПВДФ+Fе3O4 (б) ОТ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОЛУЧЕННОГО В РЕЖИМЕ БО

а) ПЭВП+Fe3O4 б) ПВДФ+Fe3O4

1 5 об Fe3O4

2 10 об Fe3O4

3 15 об Fe3O4

С увеличением объемного содержания магнетита Fe3O4 удельная намагниченность увеличивается и наблюдается насыщение причем величина удельной намагниченности для ПЭВП+Fe3O4 больше чем ПВДФ+Fe3O4 Предпологаем что это связано с тем что ферромагнитные наночастицы являются однодоменными и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируется Незначительное изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной анизотропии полимерной матрицы ПВДФ и ПЭВП

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 27: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ПЕТЛЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЛЯ ОБРАЗЦА НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+20 об Fе3O4 (БО)

Как видноформа кривой перемагничевания исследуемого образца нанокомпозита характерна для ферромагнетиков Было получено что с увеличением концентрации магнетита коэрцитивная сила увеличивается и тем laquoпрочнееraquo магнитный материал удерживает остаточную намагниченность И тем ниже магнитная проницаемость

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 28: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ УДЕЛЬНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦА

НАНОКОМПОЗИТА ПВДФ+Fе3O4

Кривая 1- экспериментальный результатКривая 2- теоритический расчет

Из этого рисунка видно что намагничивание образца имеет суперпарамагнитный характер

kT

HmMHM ms

3

Формула по которой произведен расчет

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 29: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО СОСТОЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ Fе3O4 В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ МЕТОДОМ МСМ КОТОРЫЕ

ПОДТВЕРДИЛИ ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О ХАРАКТЕРЕ НАМАГНИЧИВАНИЯ

( БАКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Видна доменная структура такие распредения дают коллективные распределения частиц

ПЭВП+15 об Fe3O4 (БО)

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 30: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

При возникновении магнитного взаимодействия происходит отклонение от балки и в зависимости от того какие при этом действуют силы притяжения или отталкивания наблюдаются темные и светлые области на изображении из чего следует что частица является однодоменной

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 31: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

Изображение рельефа поверхности

отдельной частицы на поверхности

нанокомпозита и сечение через данную

частицу диаметр которого составил

порядка 85 нм

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 32: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН tg и ОТ ЧАСТОТЫ

1ПЭВП+5 об Fе3O4

2 ПЭВП+10 об Fе3O4

3 ПЭВП+15 об Fе3O4

Уменьшение tg и с ростом частоты объясняется с запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в поляризации те ухудшением поляризационного процесса

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 33: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРИТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

НАНОКОМПОЗИТА ПЭВП+Fе3O4 ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНЕТИТА

kTV

dНК

0

2max

03

11

3

2

Видно что теоретические значения диэлектрической проницаемости в зависимости от концентрации меняется линейно а экспериментальные значения меняются с экстремумом Изменение экспериментальных значений диэлектрической проницаемости нанокомпозита в зависимости от концентрации связано по нашему мнению с пороговым наполнением наполнителя

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 34: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

Магниторезистивный эффект для нанокомпозита ПЭВП+Fe3O4

H=0divide1kЭ со временем

При внесении нанокомпозита в постоянное магнитное поле его сопротивляемость постепенно растет а при выведении из поля значение магнетосопротивления резко падает Наблюдаемое объясняется учитывая роли ферромагнитных кластерных образований состоящих из наночастиц в окружении СПМ частиц Fe3O4 Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и СПМ частиц скорее всего приводит к туннелированию носителей заряда и изменению магнетосопротивления нанокомпозита Итак в нанокомпозите ПЭВП+Fe3O4 наблюдается магниторезистивный эффект а также что с увеличением размеров наночастиц Fe3O4 этот эффект ослабевает

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 35: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

Таким образом результате проведенных исследований установлено

следующее

bull Впервые получены полимерные нанокомпозиты содержащие наночастицы

магнетита Fe3O4 и экспериментальным путем (АСМ и МСМ СЭМ) доказано

что в полученном материале содержаться наночастицы магнетита и что

реальные геометрические размеры наночастиц Fe3O4 в полимерной матрице

отличаются от магнитных размеров

bull Установлено что изменение механической прочности нанокомпозитов от

концентрации наночастиц магнетита и температурно-временного режима

кристаллизации полимера связано с изменением надмолекулярной структуры

матрицы и степени взаимодействия между фазами компонентов

нанокомпозита

bull Изменение механической прочности нанокомпозитов после обработки в

постоянном магнитном поле (H=3кЭ) связано с поляризацией магнитной

наночастицы и частичным изменением ориентации молекулы полимера

bull Получен количественный и качественный элементный состав магнитных

полимерных нанокомпозитов методом микрорентгеноспектрального анализа

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 36: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

bull Экспериментально установлено что коагуяция наночастицы Fe3O4 в полимерной

матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита но и от

надмолекулярной структуры и от степени кристалличности полимера Выявлена

однодоменная и многодоменная магнитная структура наночастиц Fe3O4

добавленных в полимеры

bull изменение удельной намагниченности в зависимости от магнитного поля и от

типа полимерной матрицы можно связать с различием диамагнитной

анизотропии ее надмолекулярной структурой и различной степенью

кристаллизации полимерных матриц ПВДФ и ПЭВП

bull Уменьшение и tg нанокомпозитов с ростом частоты объясняется с

запаздыванием диполей и уменьшением числа частиц участвующих в

поляризации те с ухудшением поляризационного процесса

bull Полученные материалы могут найти свое применение при создании новых

датчиков магнитного поля а также при разработке сред для сверхплотной записи

информации

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38
Page 37: Проф., д.ф.н.    РАМАЗАНОВ М.А       Проф.,  д.ф.м.н .  АБАСОВ   С.А

СПАСИБО ЗА

ВНИМАНИЕ

  • РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТ
  • Slide 2
  • АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
  • ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫБРАНЫ
  • ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (2)
  • ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ РЕШАЛИСЬ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ (3)
  • Slide 9
  • ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА
  • Slide 11
  • Первичный процесс внедрение магнетита Fe3O4 в полимерную матри
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • СТРУКТУРУ МИКРОМОРФОЛОГИЮ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НАНОКОМПОЗИТОВ П
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Slide 34
  • Slide 35
  • Slide 36
  • Slide 37
  • Slide 38