Abstract

Szkło Fe2O3–SiO2–PbO wydaje się być obiecującym materiałem do zastosowań w urządzeniach elektrycznych takich jak rdzenie cewek, czujniki pola magnetycznego oraz mikrotransformatory. Jest to spowodowane korzystnymi właściwościami takimi jak stosunkowo wysoka rezystywność oraz w miarę duża przenikalność magnetyczna. Pierwsza wymieniona cecha skutkuje brakiem strat energii na prądy wirowe. Natomiast druga cecha oznacza potencjalną przydatność materiału do zastosowań na rdzenie magnetyczne. Powszechnie stosowanymi w technice materiałami o podobnych właściwościach magnetycznych i elektrycznych do omawianych szkieł są ferryty. Szkła tlenkowe posiadające strukturę amorficzną mogą wykazywać inne cechy, być może korzystniejsze w niektórych zastosowaniach niż ferryty, a przez to rozszerzyć pulę dostępnych materiałów o nowych właściwościach. Wytworzono próbki szkła tlenkowego o składzie: x Fe2O3–50 SiO2–(50-x) PbO, gdzie x=12,5; 15; 17,5 za pomocą dwóch metod, to jest metody szybkiego chłodzenia i tradycyjnej metody wytopu. W toku pracy potwierdzono amorficzną strukturę wytworzonych próbek. Próbki poddano badaniom magnetyzacji stałoprądowej, spektroskopii impedancyjnej, skaningowej mikroskopii elektronowej wraz z spektroskopią dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego, mikroskopii sił atomowych, mikroskopii sił magnetycznych, skaningowej kalorymetrii różnicowej, termograwimetrii, dylatometrii, rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów oraz dyfraktometrii rentgenowskiej. Zaproponowano mechanizmy przewodzenia elektrycznego w badanym szkle oraz uzyskano parametry procesu przewodnictwa elektrycznego. Zmierzono magnetyzację w funkcji pola magnetycznego i otrzymano pętle histerezy magnetycznej. Wyznaczono także temperatury zeszklenia próbek oraz ich współczynnik rozszerzalności termicznej. Przeanalizowano wpływ metody wytopu na strukturę, właściwości elektryczne i magnetyczne badanego szkła. Zaproponowano także wyjaśnienie niemonotonicznej zmiany przewodnictwa elektrycznego i magnetyzacji wraz ze wzrostem koncentracji tlenku żelaza przez klasterowanie jonów żelaza.

Author (1)