فيريت الباريوم

فيريت الباريوم ، أو سداسي فيريت الباريوم ، هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية BaFe₁₂ O₁₉ (باو : 6الحديد₂ O₃ )، ويختصر أحيانًا إلىBaFe،BaM. ^{[ 1 ]} هذا المركب وموادالفريتهي مكونات فيبطاقات الشريط المغناطيسيومغناطيسمكبرات الصوت.

يُوصف BaFe بأنه Ba ²⁺Fe ³⁺ ₁₂ O ²⁻ ₁₉ . Fe ³⁺المراكز مقترنة مغناطيسيًا حديديًا ، ووحدة الخلية الواحدة من BaM لها عزم مغناطيسي صافٍ قدره 40 ^{μB. [2]} يعتبر هذا _المجال ^{من التكنولوجيا} عادةً تطبيقًا للمجالات ذات الصلة بعلم المواد وكيمياء الحالة الصلبة .

يُعدّ فيريت الباريوم مادةً مغناطيسيةً للغاية ، ذات كثافة تعبئة عالية، وهو أكسيد معدني . تعود الدراسات التي أُجريت على هذه المادة إلى عام 1931 على الأقل، ^{[ 3 ]} وقد وُجدت لها تطبيقات في شرائط البطاقات المغناطيسية، ومكبرات الصوت، والأشرطة المغناطيسية . ^{[ 1 ]} ومن المجالات التي حققت فيها نجاحًا ملحوظًا تخزين البيانات على المدى الطويل؛ إذ تتميز هذه المادة بخواصها المغناطيسية، ومقاومتها لتغيرات درجة الحرارة، والتآكل، والأكسدة. ^{[ 4 ]}

يُعتبر فيريت الباريوم خيارًا مناسبًا لتخزين البيانات على المدى الطويل. وقد أثبتت هذه المادة مقاومتها للعديد من الظروف البيئية المختلفة، بما في ذلك الرطوبة والتآكل. ولأن الفريتات مؤكسدة مسبقًا، فلا يمكن أكسدتها أكثر من ذلك. وهذا أحد أسباب مقاومتها العالية للتآكل. ^{[ 5 ]} كما أثبت فيريت الباريوم مقاومته لإزالة المغناطيسية الحرارية، وهي مشكلة شائعة أخرى في التخزين طويل الأمد. ^{[ 4 ]} تبلغ درجة حرارة كوري عادةً حوالي 450  درجة مئوية (723  كلفن).

عندما ترتفع درجة حرارة مغناطيسات الفريت الباريومية، تتحسن قدرتها العالية على الإكراه المغناطيسي، مما يجعلها أكثر مقاومةً للتآكل المغناطيسي الحراري. تُعد مغناطيسات الفريت النوع الوحيد من المغناطيسات الذي تزداد مقاومته للتآكل المغناطيسي بشكل ملحوظ مع ارتفاع درجة الحرارة. هذه الخاصية تجعل الفريت الباريومي خيارًا شائعًا في تصميمات المحركات والمولدات، وكذلك في تطبيقات مكبرات الصوت. يمكن استخدام مغناطيسات الفريت في درجات حرارة تصل إلى 300  درجة مئوية، مما يجعلها مثالية للاستخدام في التطبيقات المذكورة أعلاه. تتميز مغناطيسات الفريت بعزلها الممتاز للتيار الكهربائي، كما أنها هشة، مما يدل على خصائصها الخزفية. تتمتع مغناطيسات الفريت أيضًا بخصائص تشكيل جيدة، مما يسمح بتقطيعها إلى أشكال وأحجام متنوعة. ^{[ 6 ]}

Fe ³⁺​ترتبط المراكز، ذات التكوين d ⁵ عالي الدوران ، ارتباطًا مغناطيسيًا حديديًا . ^{[ 2 ] [ 8 ]} يُعتبر هذا المجال من التكنولوجيا عادةً تطبيقًا للمجالات ذات الصلة في علم المواد وكيمياء الحالة الصلبة .

تُعرف عائلة أخرى ذات صلة من "الفريتات السداسية" ذات الفائدة الصناعية، والتي تحتوي أيضًا على الباريوم . ^{[ 1 ]} وعلى عكس بنية الإسبينيل المعتادة ، تتميز هذه المواد بإطار سداسي متراص من الأكاسيد. علاوة على ذلك، يتم استبدال بعض مراكز الأكسجين بأيونات الباريوم (Ba²⁺ ^).الأيونات. تشمل الصيغ لهذه الأنواع BaFe₁₂ O₁₉ ،BaFe₁₅ O₂₃ ، وBaFe₁₈ O_27. ^{[ 9 ]}​

يمكن استخدام عملية حرارية مائية أحادية الخطوة لتكوين بلورات من فيريت الباريوم، وذلك بمزج كلوريد الباريوم ، وكلوريد الحديدوز ، ونترات البوتاسيوم ، وهيدروكسيد الصوديوم بنسبة تركيز الهيدروكسيد إلى الكلوريد 2:1. ويتم تحضير الجسيمات النانوية من نترات الحديديك ، وكلوريد الباريوم، وسترات الصوديوم ، وهيدروكسيد الصوديوم. ^{[ 10 ]}

ومع ذلك، فإن التحضير النموذجي يتم عن طريق تكليس كربونات الباريوم مع أكسيد الحديد (III) : ^{[ 11 ]}

باكو₃ + 6Fe₂ O₃${\displaystyle {\ce {->[{\text{Δ}}]}}}$BaFe₁₂ O₁₉ +CO₂

يُستخدم فيريت الباريوم في وسائط التسجيل، والمغناطيس الدائم، وبطاقات الشريط المغناطيسي (بطاقات الائتمان، ومفاتيح الفنادق، وبطاقات الهوية). وبفضل استقرار هذه المادة، يمكن تصغير حجمها بشكل كبير، مما يزيد من كثافة التعبئة. كانت أجهزة الوسائط السابقة تستخدم مواد أكسيد إبرية مُطعّمة للحصول على قيم الإكراه المغناطيسي اللازمة للتسجيل. في العقود الأخيرة، حلّ فيريت الباريوم محل الأكاسيد الإبرية؛ فبدون أي مواد مُطعّمة، تُنتج الأكاسيد الإبرية قيم إكراه مغناطيسي منخفضة للغاية، مما يجعلها مادة مغناطيسية لينة، بينما تجعل مستويات الإكراه المغناطيسي العالية في فيريت الباريوم المادة مغناطيسية صلبة، وبالتالي خيارًا أفضل لمواد التسجيل.

يوجد هذا المركب في الطبيعة، وإن كان نادرًا للغاية. يُطلق عليه اسم الباريوفيريت، وهو مرتبط بالتحول الحراري. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

• ماجنادور – مادة اخترعها مولارد، وتستخدم لصنع المغناطيس الدائم