【引言】

       從多晶玻璃熔體得到單相結(jié)晶一直是一個(gè)難題。合成物的選擇，包括中間體、改性劑和成核劑，對(duì)于在玻璃基質(zhì)中形成分散的納米晶相是非常重要的。結(jié)晶顆?？梢栽谌廴诮M分冷卻過(guò)程中或在不同的熱處理過(guò)程成核和生長(zhǎng)。在玻璃基質(zhì)中生長(zhǎng)單相磁性納米顆粒是一個(gè)特別有趣的課題。它們可以為不同的應(yīng)用提供二氧化硅修飾的單疇或多疇納米顆粒。

【成果介紹】

       研究了鉻和磷氧化物對(duì)含鐵硼硅酸鹽玻璃的生長(zhǎng)和磁性能的影響，以及在不同熱處理?xiàng)l件下玻璃的演化。該玻璃SiO?和Fe?O?的比例在1.49至2.68之間，Al?O?/MgO作為中間/改性劑氧化物。用Cu-Kα射線(xiàn)衍射儀對(duì)晶體進(jìn)行了X射線(xiàn)衍射鑒定。用57Co源在銠基體中獲得了室溫恒加速度透射幾何中的穆斯堡爾譜。對(duì)于熱膨脹測(cè)量，我們使用了Linseis-L75膨脹儀，還測(cè)量了磁性能。X射線(xiàn)衍射和穆斯堡爾譜數(shù)據(jù)顯示，在所有制備的樣品中，磁鐵礦是主要晶相，但在一些樣品中也可見(jiàn)額外數(shù)量的赤鐵礦和富鐵順磁相。磁響應(yīng)與磁鐵礦不同部位（四面體和八面體）觀察到的無(wú)序相關(guān)聯(lián)。

【圖文導(dǎo)讀】

BSF微晶玻璃樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（實(shí)心符號(hào)）和膨脹系數(shù)（空心符號(hào)）。

每個(gè)圓角矩形包含具有相同成核劑的樣品。

含鐵硼硅微晶玻璃樣品的X射線(xiàn)衍射數(shù)據(jù)。未標(biāo)記峰與磁鐵礦結(jié)構(gòu)一致。

標(biāo)有*的峰對(duì)應(yīng)于Fe?O?（赤鐵礦）相。

從[311]峰的半寬中提取的磁鐵礦顆粒的平均尺寸。對(duì)Cr₂O₃和P₂O₅的數(shù)據(jù)分別包圍。

含鐵微晶玻璃樣品BSF的穆斯堡爾譜。

含鐵硼硅微晶玻璃磁化強(qiáng)度的溫度依賴(lài)性。插圖：超溫TV下磁化強(qiáng)度的尺寸依賴(lài)性。

【結(jié)論】

       通過(guò)含鐵硼硅玻璃的結(jié)晶制備了一系列微晶玻璃樣品。玻璃中還含有少量的中間產(chǎn)物和改性劑Al₂O₃和MgO以及作為成核劑的Cr₂O₃或P₂O₅。結(jié)晶過(guò)程導(dǎo)致鐵含量較低的樣品中形成含有微量赤鐵礦的磁鐵礦。成核劑的作用非常復(fù)雜，取決于起始成分中Fe和Si離子的比例。具體地說(shuō)，Cr₂O₃促進(jìn)大顆粒長(zhǎng)大，減少分散鐵離子的數(shù)量，并促進(jìn)幾乎wan美的低鐵磁鐵礦生成。然而，用這種成核劑獲得的磁鐵礦在低鐵含量下顯示出連續(xù)的Verwey轉(zhuǎn)變。P₂O₅促進(jìn)顆粒細(xì)化，但允許大量鐵離子分散在玻璃基質(zhì)中。鐵含量的增加促進(jìn)形成具有明確Verwey轉(zhuǎn)變的結(jié)構(gòu)良好的磁鐵礦。鋁和鎂離子雖然數(shù)量很少，但似乎既影響八面體配位中不同位置的占據(jù)，也影響順磁性鐵的水平。前者減少了這些鐵離子的數(shù)量，降低了磁鐵礦八面體位置的占據(jù)程度，而Mg²⁺離子增加了分散鐵的數(shù)量，減少了四面體位置的占據(jù)。