The paper discusses the results of a study of the structural and thermophysical characteristics of polycrystalline ceramics produced from the InFeZnO4 nanoparticles. It was found that the bulk density of the resulting material is ~86% of the theoretical one. Scanning electron microscopy has shown that it has a dense microcrystalline structure consisting of randomly oriented grains with dimensions of 5–20 µm. The thermal diffusivity of InFeZnO4 ceramics was studied using the laser flash method. It was found that as the temperature increases from 299 to 1273 K, it decreases from 1.29 to 0.44 mm2/s. Using adiabatic and differential scanning calorimetry, the temperature dependence of the heat capacity of InFeZnO4 was studied for the first time. It was established that the measured curve has no signs of the existence of phase transitions in the range from 83 to 923 K. Using experimental data on thermal diffusivity, heat capacity, and density, an equation for the dependence describing the change in thermal conductivity of the material under study in the range from 299 to 1273 K was obtained. It was revealed that ceramics produced from InFeZnO4 nanoparticles obtained by the polymer-salt method have a higher thermal conductivity compared to those synthesized by standard ceramic technology from a mixture of In2O3, Fe2O3 and ZnO oxides. The results obtained allow us to recommend InFeZnO4 as a basis for the creation of thermally stable functional materials with low thermal conductivity at high temperatures.
Изучены структурные и теплофизические характеристики поликристаллической керамики, изготовленной из наноразмерных частиц InFeZnO4. Установлено, что плотность полученного материала составляет ~86% от рентгенографической. С помощью метода растровой электронной микроскопии показано, что он обладает плотной микрокристаллической структурой, состоящей из хаотично ориентированных зерен с размерами 5–20 мкм. Температуропроводность керамики InFeZnO4 исследована методом лазерной вспышки. Выявлено, что при увеличении температуры от 299 до 1273 K она уменьшается от 1.29 до 0.44 мм2/с. Методами адиабатической и дифференциальной сканирующей калориметрии впервые изучена температурная зависимость теплоемкости InFeZnO4. Установлено, что измеренная кривая не имеет признаков существования фазовых переходов в области температур от 83 до 923 K. На основании экспериментальных данных по температуропроводности, теплоемкости и плотности получено уравнение зависимости, описывающей изменение теплопроводности исследуемого материала в интервале от 299 до 1273 K. Показано, что керамика, изготовленная из наночастиц InFeZnO4, полученных полимерно-солевым способом, имеет более высокую теплопроводность по сравнению с синтезированной по стандартной керамической технологии из смеси In2O3, Fe2O3 и ZnO. Полученные данные позволяют рекомендовать InFeZnO4 в качестве основы для создания термостабильных функциональных материалов, обладающих низкой теплопроводностью в области высоких температур.