В Томске научились настраивать магнитные свойства керамики из микросфер

Специалисты Томского политехнического университета вместе с китайскими коллегами разработали уникальную технологию производства высокомагнитной керамики, свойства которой можно «настраивать» под конкретные задачи. Материал перспективен для защиты от излучения, медицины и электроники нового поколения.

В чём суть метода?

Процесс состоит из двух ключевых этапов:

1. Синтез «идеального» порошка. С помощью плазмы в особой газовой среде создаются микроскопические полые сферы из магнетита. Управляя составом газа (например, снижая содержание кислорода), учёные могут контролировать размер, чистоту и структуру частиц, увеличивая долю магнитного материала.
2. Спекание в прочное изделие. Порошок превращается в твёрдую керамику методом искрового плазменного спекания. Подобран особый режим температуры и давления, который сохраняет ценные магнитные свойства частиц в готовом объёмном материале.

Ключевые преимущества технологии:

• «Настраиваемость». На этапе синтеза можно целенаправленно менять свойства материала, создавая керамику с заранее заданными характеристиками.
• Рекордная магнитность. Дополнительное легирование порошка кобальтом позволило получить феррит кобальта с рекордной намагниченностью.
• Энергоэффективность. Процесс более экономичен по сравнению с существующими аналогами.

Где это можно применять?

Новый материал открывает возможности для различных высокотехнологичных областей:

• Защита от электромагнитного излучения в электронике и авиакосмической отрасли.
• Спинтроника — создание энергоэффективных электронных устройств нового поколения.
• Медицинская диагностика, включая улучшение контрастности и точности магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, представляет собой значительный шаг в материаловедении, позволяя создавать сложные керамические материалы с превосходными и контролируемыми свойствами для самых передовых задач.