Феррит бария

Феррит бария

Идентификаторы
Номер CAS	12047-11-9
3D-модель (JSmol )	Interactive image
ECHA InfoCard	100.031.782
PubChem CID	16217742
UNII	4HT629NL8B
CompTox Dashboard (EPA )	DTXSID20923429
InChI InChI = 1S / Ba.12Fe.19O Ключ: AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N
УЛЫБКИ O = [Fe] O [Fe] = OO = [Fe] O [Fe] = OO = [Fe] O [Fe] = OO = [Fe] O [Fe] = OO = [Fe] O [Fe] = OO = [Fe] O [Fe] = OO = [Ba]
Свойства
Химическая формула	BaFe 12O19
Молярная масса	1111,448 г · моль
Внешний вид	твердое вещество черного цвета
Плотность	5,28 г / см
Точка плавления	1,316 ° C (2,401 ° F; 1,589 K)
Растворимость в воде	нерастворим
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа)
Ссылки в информационном окне

Феррит бария, сокращенно BaFe, BaM, представляет собой химическое соединение с формулой BaFe 12O19. Этот и связанные с ним ферритовые материалы являются компонентами карт с магнитной полосой и магнитов громкоговорителей. BaFe описывается как Ba (Fe) 12 (O) 19. Центры Fe связаны ферромагнитно. Эта область технологии обычно рассматривается как приложение из смежных областей материаловедения и химии твердого тела.

Феррит бария является магнитным материалом, имеющим высокую высокая плотность упаковки и представляет собой оксид металла . Исследования этого материала датируются по крайней мере 1931 годом, и он нашел применение в лентах для магнитных карт, динамиках и магнитных лентах. Одна из областей, в которой он особенно добился успеха, - это долговременное хранение данных; материал является магнитным, устойчивым к перепадам температуры, коррозии и окислению.

• 1 Химическая структура
• 2 Свойства
  • 2.1 Химические свойства
  • 2.2 Механические свойства
• 3 Области применения
  • 3.1 Магнитные полосы
  • 3.2 Магниты динамика
  • 3.3 Открытая линейная лента
• 4 Ссылки

Fe-центры с высокоспиновой d-конфигурацией, ферромагнитно связаны. Эта область техники обычно рассматривается как приложение из смежных областей материаловедения и химии твердого тела.

Известно родственное семейство промышленно используемых «гексагональных ферритов», также содержащих барий. В отличие от обычной структуры шпинели, эти материалы имеют гексагональный плотноупакованный каркас из оксидов . Кроме того, некоторые кислородные центры замещаются ионами Ba. Формулы для этих разновидностей включают BaFe 12O19, BaFe 15O23и BaFe 18O27.

. Для образования кристаллов феррита бария можно использовать одностадийный гидротермальный процесс путем смешивания хлорида бария, хлорид железа, нитрат калия и гидроксид натрия с соотношением концентраций гидроксида к хлориду 2: 1. Наночастицы получают из нитрата железа, хлорида бария, цитрата натрия и гидроксида натрия. Однако типичным способом приготовления является кальцинирование карбоната бария с оксидом железа (III) :

BaCO 3 + 6 Fe2O3 $\to \; \Delta \; \{\backslash \; displaystyle\; \{\; \backslash \; ce\; \{->[\{\backslash \; text\; \{\Delta \}\}]\}\}$BaFe 12O19+ CO2

Феррит бария был рассмотрен для длительного хранения данных. доказала свою стойкость к ряду различных факторов окружающей среды, включая влажность и коррозию. Поскольку ферриты уже окислены, они не могут подвергаться дальнейшему окислению. Это одна из причин, по которой ферриты столь устойчивы к коррозии. Феррит бария также оказался устойчивым к воздействию тепловое размагничивание, еще одна проблема, часто встречающаяся при длительном хранении. Температура Кюри обычно составляет около 450 C (723 K).

Когда магниты из феррита бария нагреваются, повышается их высокая собственная коэрцитивная сила, это то, что делает его больше устойчив к термическому размагничиванию. Ферритовые магниты - единственный тип магнитов, которые становятся значительно более устойчивыми к размагничиванию при повышении температуры. Эта характеристика феррита бария делает его популярным в двигателях и генераторах, а также в громкоговорителях. Ферритовые магниты можно использовать при температурах до 300 ° C, что делает их идеальными для использования в упомянутых выше областях применения. Ферритовые магниты являются чрезвычайно хорошими изоляторами и не пропускают через них электрический ток, а также они хрупкие, что показывает их керамические характеристики. Ферритовые магниты также обладают хорошими механическими свойствами, что позволяет резать материал самых разных форм и размеров.

Химические свойства

Ферриты бария - это прочная керамика, которая обычно устойчив к влаге и коррозии. BaFe также является оксидом, поэтому он не разрушается из-за окисления в такой степени, как металлический сплав; давая BaFe гораздо больший срок службы.

Механические свойства

Металлические частицы (MP) использовались для хранения данных на лентах и ​​магнитных полосах, но они достигли своего предела для хранения данных большой емкости. Чтобы увеличить свою емкость на (25x) на ленте данных, MP пришлось увеличить длину ленты на (45%) и плотность дорожек более чем на (500%), что привело к необходимости уменьшить размер отдельных частиц. По мере уменьшения размера частиц пассивирующее покрытие, необходимое для предотвращения окисления и разрушения МП, должно было становиться толще. Это представляло проблему, поскольку с увеличением толщины пассивирующего покрытия становилось все труднее достичь приемлемого отношения сигнал / шум.

Феррит бария полностью выходит из класса MP, в основном потому, что BaFe уже находится в окисленном состоянии и поэтому его размер не ограничен защитным покрытием. Также из-за его шестиугольного рисунка его легче организовать по сравнению с неорганизованным стержнем, таким как MP. Еще одним фактором является разница в размерах частиц, в МП размер составляет от 40 до 100 нм, а у BaFe всего 20 нм. Таким образом, самая маленькая MP-частица по-прежнему вдвое превышает размер частиц BaFe.

Феррит бария используется в ленточных накопителях и гибких дисках.

Феррит бария используется в таких приложениях, как носители записи, постоянные магниты и карты с магнитной полосой (кредитные карты, ключи от отелей, идентификационные карты). Благодаря стабильности материала его можно значительно уменьшить в размерах, что значительно повысит плотность упаковки. В более ранних устройствах для передачи данных использовались легированные игольчатые оксидные материалы для получения значений коэрцитивной силы, необходимых для записи. В последние десятилетия феррит бария заменил игольчатые оксиды; без каких-либо примесей игольчатые оксиды дают очень низкие значения коэрцитивной силы, что делает материал очень магнитно-мягким, в то время как более высокие уровни коэрцитивной силы феррита бария делают материал магнитно-твердым и, таким образом, лучшим выбором для записывающих материалов.

Магнитные полосы

Идентификационные карты с использованием феррита бария изготавливаются с помощью магнитного отпечатка пальца, который идентифицирует их, что позволяет считывающим устройствам выполнять самокалибровку.

Магниты динамиков

Феррит бария - распространенный материал для магнитов динамиков. Материалам можно придать практически любую форму и размер, используя процесс, называемый спеканием, при котором порошковый феррит бария прессуется в форму, а затем нагревается до тех пор, пока он не сплавляется. Феррит бария превращается в твердый блок, сохраняя при этом свои магнитные свойства. Магниты обладают отличной устойчивостью к размагничиванию, что позволяет им оставаться полезными в динамиках в течение длительного периода времени.

Linear Tape-Open

Бариевый феррит используется для Linear Tape-Open (LTO) хранилище. Феррит бария может привести к будущим улучшениям в лентах LTO из-за его высокой плотности данных.

Разработки в этой области также привели к уменьшению размера частиц BaFe примерно до 20 нм. Это контрастирует с технологией MP, которая считается менее перспективной из-за проблем, связанных с усадкой частиц более 100 нм.

Форма - еще один фактор. Частицы металла часто имеют цилиндрическую форму, которая плохо упаковывается или складывается. Феррит бария обладает лучшими упаковочными свойствами. BaFe может быть уменьшен до меньшего размера и более плотной упаковки из-за его круглой структуры и может быть лучше уложен.