بخشی از مقاله
چکیده
نانوذرات تک فاز هگزافریت استرانسیم داراي افزودنی Sn-Mg با ترکیب SrFe12-x - Sn0.5Mg0.5 - xO19 و x = 0/0 – 1/0 به روش همرسوبی شیمیایی سنتز گردید. از محلول آب دوبارتقطیر شده - اتانول با نسبت حجمی مساوي به عنوان حلال استفاده گردید. نانوذرات در pH = 13، نسبت مولی آهن به استرانسیم 9، بعد از کلسینه شدن در دماي 800 درجه سانتیگراد تهیه شد. افزایش مقدار Sn-Mg از x = 0/0 تا x = 0/8 منجر به کاهش میانگین اندازه ذرات از 82 به 56 نانومتر گردید.
مشخص شد افزایش مقدار Sn-Mg از x = 0/0 تا x = 0/8 باعث کاهش Hc وادارندگی مغناطیسی از 4728/9 تا 1455/5 Oe و افزایش Ms مغناطش اشباع از 51/34 تا 65/49 emu/g میشود. بررسی جذب امواج ماکروویو نمونهها به کمک دستگاه Vector Network Analyzer مشخص کرد که نمونههاي کامپوزیتی هگزافریت استرانسیم داراي Sn-Mg داراي خواص جذب الکترومغناطیسی بهتري نسبت به نمونههاي بدون افزودنی هستند.
مقدمه
هگزافریتهاي نوع M ربا توجه به دماي کوري بالا،رمغناطش نسبتا زیاد، پایداري شیمیایی عالی و اتلاف مغناطیسی بالا در محدودهي مایکرویو همواره مورد توجه بودهاند .[1]هگزافریتاسترانسیم داراي کاربرد زیادي در حافظههاي مغناطیسی، ابزار ماکروویو و سیستمهاي میکروالکترومکانیک میباشد.[2]جهترگشتاور یونهاي Fe3+ ردر مکانهاي 2a، 2b و 12k به موازات یکدیگر بوده اما گشتاور یونهاي Fe3+ ردر مکانهاي 4f1 رو 4f2 ردر جهت خلاف آنها است.
خواص مغناطیسی هگزافریتراسترانسیم تابعی از روش تولید، اندازه ذرات، ترکیب شیمیایی و کاتیونهاي اضافه شده در مکانهاي بین نشینی Fe3+رمیباشد.رمعمولاً براي تهیه هگزا فریت- ها از روش سنتی واکنش در حالت جامد استفاده میشود که شامل گرمایش کربنات استرانسیم و اکسید آهن در دماي بالا عoCر1200لا میباشد، اما تهیهي ذرات ریز، همگن عاندازه، شکل و جرم یکسانلا و داراي یکنواختی شیمیایی بالا به این روش آسان نمیباشد.
لذا روشهاي دماي پایین متنوعی پیشنهاد شده است[4]رکه در این بین، روش همرسوبی شیمیایی یک تکنیک ساده، ارزان قیمت، مناسب تولید انبوه بوده، متضمن توزیع مناسب یونهاي فلزي متنوع و در نهایت محصول داراي اندازه ذرات کوچکتر و استوکیومتري مناسب در مقایسه با سایر روش هاي دیگر می- باشد.[5] ربرايربهبود خواص مغناطیسی فریتراسترانسیم تاکنون تاثیر افزودن چندین کاتیون بررسی شده است 7] رو .[6مشخص شده که افزودن Sn4+–Zn2+, Sn4+–Co2+, Sn4+–Mn2+رو Sn4+– Ni2+ رمنجر به کاهش ناهمسانگردي بلوري هگزافریتراسترانسیم میشود.[8] رزمینه اصلی پژوهشهاي اخیرکاهش وادارندگی مغناطیسی همراه با افزایش مغناطش اشباع میباشد. رهدف مقاله حاضر مطالعه تاثیر افزودن Sn4+-Mg2+ربر ساختار، اندازه ذرات و خواص مغناطیسی هگزافریتراسترانسیم میباشد.
روشهاي آزمایشی
به عنوان مواد اولیه از Fe - NO3 - 3. 9H2O - Merck, >99% - ،ر Sr - NO3 - 2 - Merck,>99% - ، SnCl4 - Merck, >99% - ، ر Mg - C2H3O2 - 2.4H2Oر - % - Merck, >99.5ررو عامل تنظیم pHر ازر - %NaOH - Merck,>99راستفاده گردید. ابتدا نیتراتهاي آهن و استرانسیم عبا نسبت مولی آهن به استرانسیم برابر با ر9لا ردر محلول آب دوبار تقطیرشده- اتانول عنسبت حجمی مساويلارحل شدند.استات منیزیم و تتراکلرید قلع بمیزان لازم جهت دستیابی به ترکیب SrFe12-x - Sn0.5Mg0.5 - xO19 با x=0/0–1/0 ربه محلول اضافه شد.
با افزودن قطرهقطره محلول دو مولار NaOHرتا رسیدن محلول به pH=13، پیشماده هگزافریتررسوب کرد.ررسوبات در دماي 80 oC رخشک شده و بمدت 2 رساعت در دماي 700 رو 800oCرکلسینه شدند. براي بررسی خواص جذب امواج ماکروویو ، هگزافریتها همراه با رزین اکریلیک با درصد وزنی بترتیب 70رو 30 مخلوط شده و پودرهاي حاصل در دمايoC 240 رو فشار 6 مگا پاسکال بصورت قرصهایی با ضخامت 2رو قطر 10رمیلیمتر درآمد.آنالیزرفازي با دستگاه پراش پرتو ایکس و آنالیز عنصري با دستگاه فلئورسانس پرتو ایکس صورت پذیرفت. براي سنجش اندازه ذراتراز دستگاه سنجش اندازه ذرات با نور لیزر و همچنین از میکروسکپ الکترونی روبشی استفاده شد. جذب امواج ماکروویو نمونهها به کمک دستگاه تحلیلگر شبکهاي برداري و خواص مغناطیسی با دستگاه مغناطومتري نمونه مرتعش مورد بررسی قرار گرفت.
