Глава III. Результаты экспериментальных данных и их обсуждение

Интерес к изучению магнитных свойств горных пород в зависимости от размеров магнитных включений обусловлен с другой стороны тем, что горная порода содержит зацементированные в немагнитной матрице сравнительно мелкие зерна ферримагнитных минералов с различной доменной структурой. Размеры ферримагнитных включений в значительной степени определяют величину магнитных параметров пород и их устойчивость к различным внешним воздействиям (давление, температура, переменные поля, время и т.д.). Однако как отмечают многие исследователи получить однородные по составу мелкие ферримагнитные частицы чрезвычайно трудно. Поэтому естественные и синтезированные мелкие ферримагнитные минералы обычно имеют сложный фазовый состав. Причина их фазовой неустойчивости с изменением размеров подробно не рассматривалась, так как эти изменения в процентном отношении очень незначительные и зафиксировать их химическим анализом, методами рентгеновской дифрактометрии практически невозможно. Преимущество магнитного метода анализа обусловлено тем, что магнитоупорядоченные минералы в своем составе имеют железо. По этой причине температурная зависимость намагниченности насыщения в данном случае служит высокочувствительным индикатором изменения фазового состава образца.

Фазовая нестабильность в сложных соединениях наблюдалась и в других работах. Например, в работах показано превращение оксидов высшей валентности в оксиды низкой валентности, а также восстановление оксидов до чистого металла в процессе отжига в вакууме микрокристаллических порошков. При исследовании магнитных свойств субмикрокристаллических сплавов Fe-Nd-B, полученных кристаллизацией быстро закаленных аморфных лент, было обнаружено выделение чистого железа в процессе отжига образца. В другой работе обнаружено, что при нагреве в вакууме микрокристаллического порошка с размером кристаллов 1 мкм при 230С начинается его распад на чистое железо, оксиды и нитриды входящих в состав соединения редкоземельных элементов. Показано также, что температурная устойчивость соединения Eu0,45Ho0,55Fe2 зависит от размера кристаллита.

С целью получения дополнительных сведений о фазовой стабильности в сложных соединениях проведены исследования температурной зависимости намагниченности и фазового состава гематита в крупнокристаллическом (3-4 мм) и микрокристаллическом (0,5 мкм) состояниях. Выбор объекта исследования обусловлен тем, что обычно трудно получить порошок естественного и синтезированного гематита, содержащий однородные мелкие частицы. При этом непонятно, почему мелкие частицы гематита обладают сложным фазовым составом, обнаруживая при этом фазовую нестабильность, хотя известно, что гематит является крайним членом окислов железа и в крупнокристаллическом состоянии стабилен к температурным воздействиям.

В данной главе приведены результаты следующих исследований:

температурной зависимости намагниченности насыщения гематита в исходном состоянии и после сдвигового воздействия под повышенным квазивсесторонним давлением;

изучение изменения характера кривой температурной зависимости намагниченности насыщения гематита после сдвигового воздействия под повышенным квазивсесторонним давление в зависимости от длительности выдержки на воздухе.