химические соединения окиси железа Fe₂O₃ с окислами других металлов. У многих Ф. сочетаются высокая намагниченность и полупроводниковые или диэлектрические свойства, благодаря чему они получили широкое применение как Магнитные материалы в радиотехнике, радиоэлектронике, вычислительной технике.

В состав Ф. входят Анионы кислорода O^2-, образующие остов их кристаллической решётки; в промежутках между ионами кислорода располагаются Катионы Fe³⁺, имеющие меньший радиус, чем анионы O^2-, и катионы Me^k+ металлов, которые могут иметь радиусы различной величины и разные валентности k. Существующее между катионами и анионами кулоновское (электростатическое) взаимодействие приводит к формированию определённой кристаллической решётки и к определённому расположению в ней катионов. В результате упорядоченного расположения катионов Fe³⁺ и Me^k+ Ф. обладают Ферримагнетизмом и для них характерны достаточно высокие значения намагниченности и точек Кюри. Различают Ф.-шпинели, Ф.-гранаты, ортоферриты и гекса ферриты.

Ферриты-шпинел и имеют структуру минерала Шпинели с общей формулой MeFe₂O₄, где Me - Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Li¹⁺, Cu²⁺. Элементарная ячейка Ф.-шпинели представляет собой куб, образуемый 8 молекулами MeOFe₂O₃ и состоящий из 32 анионов O^2-, между которыми имеется 64 тетраэдрических (А) и 32 октаэдрических (В) промежутков, частично заселённых катионами Fe³⁺ и Me²⁺ (рис. 1). В зависимости от того, какие ионы и в каком порядке занимают промежутки А и В, различают прямые шпинели (немагнитные) и обращенные шпинели (ферримагнитные). В обращенных шпинелях половина ионов Fe³⁺ находится в тетраэдрических промежутках, а в октаэдрических промежутках - 2-я половина ионов Fe³⁺ и ионы Me²⁺. При этом намагниченность M_A октаэдрической подрешётки больше тетраэдрической M_B, что приводит к возникновению ферримагнетизма.

Ферриты-гранаты редкоземельных элементов R³⁺ (Gd³⁺, Tb³⁺, Dy³⁺, Ho³⁺, Er³⁺, Sm³⁺, Eu³⁺) и иттрия Y³⁺ имеют кубическую структуру граната с общей формулой R₃Fe₅O₁₂. Элементарная ячейка Ф.-гранатов содержит 8 молекул R₃Fe₅O₁₂; в неё входит 96 ионов O^2-, 24 иона R³⁺ и 40 ионов Fe³⁺. В Ф.-гранатах имеется три типа промежутков, в которых размещаются катионы: большая часть ионов Fe³⁺ занимает тетраэдрические (d), меньшая часть ионов Fe³⁺ - октаэдрические (я) и ионы R³⁺ - додекаэдрические места (с). Соотношение величин и направлений намагниченностей катионов, занимающих промежутки d, а, с, показано на рис. 2.

Ортоферритами называют группу Ф. с орторомбической кристаллической структурой. Их образуют редкоземельные элементы или иттрий по общей формуле RFeO₃-. Ортоферриты изоморфны минералу Перовскиту (см. Изоморфизм). По сравнению с Ф.-гранатами они имеют небольшую намагниченность, т.к. обладают неколлинеарным антиферромагнетизмом (слабым ферромагнетизмом (См. Слабый ферромагнетизм)) и только при очень низких температурах (порядка нескольких К и ниже) - ферримагнетизмом.

Ферриты гексагональной структуры (гексаферриты) имеют общую формулу MeO (Fe₂O₃), где Me - ионы Ba, Sr или Pb. Элементарная ячейка кристаллической решётки гексаферритов состоит из 38 анионов O^2-, 24 катионов Fe³⁺ и 2 катионов Me²⁺ (Ba²⁺, Sr²⁺ или Pb²⁺). Ячейка построена из двух шпинельных блоков, разделённых между собой ионами Pb²⁺ (Ba²⁺ или Sr²⁺), O^2- и Fe³⁺. Если окиси железа и бария спекать совместно с соответствующими количествами следующих металлов: Mn, Cr, Со, Ni, Zn, то можно получить ряд новых оксидных ферримагнетиков.

Некоторые гексаферриты обладают высокой коэрцитивной силой (См. Коэрцитивная сила) и применяются для изготовления постоянных магнитов. Большинство Ф. со структурой шпинели, феррит-гранат иттрия и некоторые гексаферриты используются как Магнитно-мягкие материалы.

При введении примесей и создании нестехеометричности состава (переменности состава как по катионам, так и по кислороду) электрическое сопротивление Ф. изменяется в широких пределах. Ф. в полупроводниковой технике не применяются из-за низкой подвижности носителей тока. Синтез поликристаллических Ф. осуществляется по технологии изготовления керамики (См. Керамика). Из смеси исходных окислов прессуют изделия нужной формы, которые подвергают затем спеканию при температурах от 900 °С до 1500 °С на воздухе или в специальных газовых средах.

Монокристаллические Ф. выращиваются методами Чохральского, Вернейля и др. (см. Монокристалл).

Лит.: Рабкин Л. И., Соскин С. А., Эпштейн Б. Ш., Ферриты. Строение, свойства, технология производства, Л., 1968; Смит Я., Вейн Х. Ферриты, пер. с англ., М., 1962; Гуревич А. Г., Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках, М., 1973.

К. П. Белов.

Рис. 1. Кристаллическая структура ферритов-шпинелей: а - схематическое изображение элементарной ячейки шпинельной структуры (ее удобно делить на 8 равных частей - октантов); б - расположение ионов в смежных октантах ячейки (заштрихованном и белом), белые кружки - ионы О^2-, чёрные - ионы металла в октаэдрических и тетраэдрических промежутках; в - ион металла в тетраэдрическом промежутке; г - ион металла в октаэдрическом промежутке.

Рис. 2. Схематическое изображение величин и направлений векторов намагниченности катионов, образующих магнитные подрешётки d, а и c в ферритах-гранатах.

структурная составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в α-железе. Кристаллическая решётка - объёмноцентрированный куб (ОЦК). Растворимость углерода в Ф. 0,02-0,03\% (по массе) при 723 °С, а при комнатной температуре 10^-6-10^-7\%. Растворимость легирующих элементов может быть весьма значительной или неограниченной. Легирование Ф. в большинстве случаев приводит к его упрочнению. Нелегированный Ф. относительно мягок, пластичен, сильно ферромагнитен до 768-770 °С. Микростроение, размеры зерна и субструктура Ф. зависят от условий его образования при полиморфном γ → α-превращении. При небольшом переохлаждении образуются приблизительно равноосные, полиэдрические зёрна; при больших переохлаждениях и наличии легирующих элементов (Cr, Mn, Ni) Ф. возникает по мартенситному механизму и вследствие этого упрочняется. Укрупнение зёрен Аустенита часто приводит к образованию при охлаждении видманштеттова Ф. (см. Видманштеттова структура), особенно в литых и перегретых сталях. Выделение доэвтектоидного Ф. происходит преимущественно на границах аустенитных зёрен. При температурах выше 1390 °С в железоуглеродистых сплавах образуется твёрдый раствор углерода в δ-железе, имеющий также кристаллическую решётку (ОЦК); растворимость углерода в δ-железе 0,1\%. Эту фазу можно рассматривать как высокотемпературный Ф. См. также Железоуглеродистые сплавы.

Лит.: Вочвар А. А,, Металловедение, 5 изд., М., 1956; Бунин К, П., Баранов А. А., Металлография, М., 1970.

Р. И. Энтин.