Навигация по сайту

     Людина є невід’ємною частиною екології. Одним із найважливіших її завдань є розробка приладів, що забезпечують створення безпечних умов праці людини.

     Сучасні заводи – це великі підприємства, що оснащені високоточним устаткуванням, яке загалом працює від електричного струму, що є джерелом підвищеної небезпеки. Робота присвячена вивченню та розробці манганіт лантанових систем для створення нових високочутливих магніторезистивних датчиків для таких важливих галузей сучасної техніки, як аварійне вимкнення струму у випадку коротких замикань і для захисту людини від поразки струмом та електродвигунів від пошкодження. Пристрої, що раніше застосовувалися, не придатні через їх інертність і, як наслідок, недостатньо швидке відключення струму.

     Найбільш перспективними для створення датчиків є Sr-вмістовні манганіт лантанові перовскіти, при чому як було показано у деяких роботах, з надстехіометричним марганцем, який знаходиться у вигляді наноструктурних кластерів у твердому розчині.

     В даний час перовскітоподібні матеріали складу A_xB_1-xMnO₃ (А – рідкоземельний метал, В – луго-земельний метал) представляють великий теоретичний і практичний інтерес. Ці сполуки сімейства манганітів, що володіють ефектом гігантського магнітоопору, широко затребувані в прикладній науці, завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям.

     Численні дослідження манганіт лантанових систем стосувалися переважно фізичних аспектів. Технології виготовлення порошків і виробів з них, а також кінетичним дослідженням по синтезу практично не приділено уваги, за деякими винятками.

     Склад La_0.7Sr_0.3MnO₃ був обраний як об’єкт дослідження виходячи з наступних міркувань: були перевірені 007E25 складів, але на сьогоднішній день найбільш оптимальні властивості виходять на манганіт лантанових системах, що містять стронцій.

     Вихідна шихта була отримана різними методами: керамічним методом з оксидів та карбонатів і хімічними – сумісним осадженням та розпилювальним гідролізом.

     Для одержання зразків для синтезу в якості сировинних компонентів використовувались: La₂O₃ марки LaО – 1, SrCO₃ (“Ч.Д.А.”) і Mn₃O₄ (виробництво ФРГ). Маси компонентів зважувалися на електронних вагах з точністю до шостого знака після коми. Потім протягом 1,5 годин проводилося змішування і перетирання компонентів у агатовій ступці для гомогенізації складу і підвищення активності порошків під час синтезу. Отриману шихту поміщали в алундові тиглі. Потім піддавали випалу в печі при температурах - 1100 ⁰С, 1000 ⁰С, 900 ⁰С, 800 ⁰С с витримкою протягом - 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6 і 7 годин при кожній температурі. Вміст тиглів зважували до і після випалу. Витягали при температурі випалу, тобто здійснювали повітряне загартування.

     З метою пошуку оптимального режиму синтезу La_0.7Sr_0.3MnO₃ зі структурою перовскіту було визначена залежність відносної зміни маси від температури та часу витримки, а також склад фаз при даних режимах.

     На підставі досліджень будували графік залежності Δm/m= f(τ), який приведений на рисунку 1.

     Для порівняння на графіку приведені криві випалу порошків, отриманих окрім керамічного метода, а також хімічними (сумісне осадження, розпилювальний гідроліз). Експеримент проводили за тією ж методикою, що і для порошків отриманих керамічним методом.

     Наявність мінімумів на кривих може бути викликана різними модифікаціями марганцю, а також неповнотою формування структури перовскіту при даних термінах витримки.

     Як видно з графіка, під час отримання манганітів лантану за хімічною технологією (сумісним осадженням при t=900 ⁰С і розпилювальним гідролізом при t=800 ⁰С) спостерігається незначна зміна маси вже при термінах витримки 5;6 і 7 годин. Таким чином, був вибран температурно-часовий режим, що забезпечує отримання надійного перовскіту.

     А за керамічною технологією (t=900,1000, 1100 ⁰С) такого ефекту доки не спостерігається, через явну малу активність шихти, що потребує більш тривалих термінів витримки.

     Отримані результати будуть уточнюватися і підтверджуватися іншими методами, зокрема РФА, передбачається вивчити зміни електропроводності зразків і тільки лише при досягненні кореляції між вказаними параметрами можна буде однозначно говорити про конкретні параметри синтезу La_0,7Sr_0,3MnО₃ , зі структурою перовскіту.