Х-променевий аналіз наночастинок NiCrxFe2 – xO4 з використанням Дебая-Шеррера, Вільямсона-Холла і графічного розмірно-деформаційного методів

Автори І.П. Яремій1 , В.С. Бушкова1 , Н.І. Бушков1, С.І. Яремій2
Приналежність

1 ДВНЗ «Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника», вул. Шевченка, 57, 76025 Івано-Франківськ, Україна

2 Івано-Франківський національний медичний університет, вул. Галицька, 2, 76018 Івано-Франківськ, Україна

Е-mail bushkovavira@gmail.com
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 4
Дати Одержано 27 лютого 2019; у відредагованій формі 07 серпня 2019; опубліковано online 22 серпня 2019
Посилання І.П. Яремій, В.С. Бушкова, Н.І. Бушков, С.І. Яремій, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 4, 04020 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(4).04020
PACS Number(s) 75.50.Tt, 81.07.Wx, 61.72.Dd
Ключові слова Ферит (17) , Нанопорошок (3) , Золь-гель автогоріння (2) , Х-променевий аналіз, Мікродеформація (5) .
Анотація

Метою роботи є створення та вивчення наночастинок NiCrxFe2 – xO4, використовуючи золь-гель метод за участю автогоріння (ЗГА). Після завершення процесу автогоріння було отримано фазу, яка відповідає кубічній структурі просторової групи шпінелі Fd3m. Встановлено залежність параметра ґратки та густини Х-променевого випромінювання порошків феритів від вмісту нікелю. Величина параметра ґратки зменшуються від 0.8343 нм до 0.8306 нм із збільшенням вмісту іонів Cr3+. Зменшення параметра ґратки за рахунок збільшення концентрації Cr можна пояснити заміною більшого іонного радіуса Fe3+ меншим іонним радіусом Cr3+. Х-променева густина dx зростає від 5.360 г·см–3 до 5.387 г·см–3 внаслідок збільшенні ступеня заміщення x. Дослідження розподілу катіонів вказує на те, що іони нікелю та хрому мають тенденцію займати октаедричні позиції, тоді як іони заліза мають тенденцію займати як тетраедричні, так і октаедричні підґратки. Морфологічні спостереження показують, що розмір частинок значно зменшується зі збільшенням вмісту Cr, а розмір частинок стає більш однорідним. Розмір частинок і мікродеформації кристалічної ґратки були розраховані за шириною Х-променевого профілю та кута. Інтегральну ширину K(1-лінії одержано за допомогою поділу інтегральної ширини K(-дублету, отриманого з експерименту, за коефіцієнтом K. Визначаючи інтегральноу ширину, ігнорування дублету призводить до збільшення розрахункових розмірів блоку на 6 %. Розміри частинок порошків NiCrxFe2 – xO4 проаналізовано за допомогою формули Шеррера, методу Вільямсона-Холла та розмірно-деформаційного методу. Визначаючи середній розмір часток методом Вільямсона-Холла (24-43 нм), спостерігається більший розкид експериментальних точок від апроксимаційної прямої, ніж за розмірно-деформаційним методом (19-42 нм). Заміщення іонами Cr3+ призводить до зменшення розмірів наночастинок. Значення мікродеформацій ε, отриманих методом SSP, знаходяться в діапазоні від 4.69·10–4 до 2.69·10–3. Середній розмір частинок NiFe2O4 знайдено за найменшим квадратичним логарифмічним розподілом виміряних точок, отриманих з використанням даних СЕМ. Виявлено, що середній розмір частинок знаходиться в діапазоні 41-42 нм.

Перелік посилань