Die vorliegende Arbeit präsentiert eine detaillierte Erforschung der Pulversynthese mittels Festkörperreaktion, der Formgebung und Sinterung sowie der magnetischen Domänenevolution in nanoskaligen Magneten und Magnetkompositen auf Hexaferritbasis.

Ein hochenergetischer Legierungsprozess mithilfe eines Attritors ermöglichte die Herstellung von Ausgangspulvern mit Partikelgrößen von ca. 200 nm. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Niedertemperaturkalzinierung bei 1100 °C resultierte in einphasigen Hexaferriten; Al-substituierte Pulver zeigten geringe Zweitphasen von ca. 5 % auf. Es konnte für den reinen Strontium (Sr)-Hexaferrit eine Partikelgrößenverteilung von 100 bis 1100 nm erreicht werden. Um Ausgangspartikel unterhalb der kritischen Eindomänenteilchengröße zu synthetisieren, wurde eine hochenergetische Mahlung durchgeführt und anschließend ein Ausheilschritt bei 1000 °C eingeführt. Es zeigten sich erhöhte Koerzitivfeldstärken von 540 mT und Sättigungsmagnetisierungen von 480 mT mit einer Partikelgrößenverteilung von 130 bis 680 nm für Sr-Hexaferrit. Basierend auf diesen Ergebnissen wird aktuell der Einsatz der Niedertemperaturkalzinierung in der industriellen Fertigung evaluiert.

Für Freisinterexperimente konnte der CaSiO3-Gehalt für die untersuchten Pulver zur Erhöhung der magnetischen Kennwerte optimiert werden. Ferrit-Ferrit-Kompositansätze, basierend auf einem kommerziellen Referenzpulver, resultierten in erhöhten Koerzitivfeldstärken bis zu 460 mT und zeigten im industriellen Herstellungsprozess eine verbesserte Prozessierbarkeit auf.

Die Heißkompaktierung ergab vor allem in Bezug auf eine feinkristalline Mikrostruktur ausgezeichnete Ergebnisse. Allerdings resultierte das Heißpressen in verstärkten Gitterverspannungen, die die Koerzitivfeldstärke verringerten. Des Weiteren konnte ein erhöhter Ausrichtungsgrad der Körner von bis zu 80 % durch Heißkompaktierung erreicht werden. Das beobachtete Korngrenzengleiten ist bereits für keramische Materialien bekannt, wurde aber in Bezug auf den Hexaferriten und seiner magnetischen Vorzugsrichtung noch nicht detailliert studiert. Insgesamt konnte durch die Kornausrichtung während der Heißkompaktierung ein Anstieg der Remanenz auf 350 mT nachgewiesen werden.

Mithilfe von in situ magnetkraftmikroskopischen Untersuchungen (MFM) wurden Ein- und Multidomänenzustände in fein- und grobkristallinen Gefügebereichen untersucht. Dabei werden Wechselwirkungsdomänen im feinkristallinen Gefüge beobachtet. Es zeigte sich, dass die lokale Polarisation, bestimmt aus dem MFM-Kontrast, sehr gut mit der globalen Polarisation der Probe korreliert werden kann.