ارزیابی ساختار و رفتار مغناطیسی فریت نانو ذره نیکل-مس- روی تولیدی به روش سنتز احتراقی گلیسین- نیترات

در این پژوهش، فریت نیکل- مس- روی با ترکیب شیمیایی ni0.5cuxzn0.5-xfe2o4 (5/0 ،4/0 ،3/0 ،2/0 ،1/0 ،0x = ) با به کارگیری فرایند سنتز احتراقی گلیسین- نیترات تولید شد. در این فرایند، از گلسین به عنوان سوخت و از نیترات های فلزی به عنوان اکسنده استفاده شد. برای مشخصه یابی و ارزیابی محصول از تکنیک ها و روش¬های توزین حرارتی، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، مغناطش سنج نمونه مرتعش و دستگاه ظرفیت-القا-مقاومت سنج به ترتیب برای انجام ؛ آنالیز حرارتی، شناسایی ساختار فازی، مطالعه ریزساختار و مورفولوژی، ارزیابی مغناطیسی و دی الکتریک-الکترومغناطیس استفاده شد. آنالیزهای جامع فازی نیز بر روی نمونه¬های مختلف به انجام رسید. به این منظور از پنج نرم افزار مستقل استفاده شد. آنالیز کیفی فازی به کمک نرم¬افزار panalytical xpert highscore plus، آنالیز کمی به کمک نرم¬افزارcrystal impact match ، تعیین شاخصه¬های ساختاری به کمک نرم افزار material studio و توزیع کاتیونی به کمک نرم افزارهای origin pro و matlab صورت گرفت. . به منظور حذف ناخالصی¬ها در محصول، از روش عملیات حرارتی بر روی پودرهای تولید شده استفاده شد. ابتدا، دمای عملیات حرارتی بهینه برای ترکیب ni0.5zn0.5fe2o4 تعیین شد و سپس تمام نمونه¬ها در دمای 1000 درجه سانتی¬گراد به مدت دو ساعت، عملیات حرارتی شدند. شناسایی ساختار فازی پودرها پس از عملیات حرارتی، با تکنیک پراش پرتوی ایکس انجام شد. نتایج نشان داد که واکنش احتراقی در دمای 220 تا 227 درجه سانتیگراد به وقوع پیوسته است. ارزیابی¬ و شناسایی ساختار فازی پودرهای تولید شده از سنتز احتراقی نشان داد که علاوه بر ساختار بلوری اسپینل، فازهای اکسید آهن، اکسید روی و فاز فلزی نیکل نیز در پودر تولید شده وجود دارد. در بین پودرهای تولید شده، ترکیب ni0.5cu0.2zn0.3fe2o4 کمترین میزان ناخالصی ( ni و wt.% 1/12) را نشان داد. به کمک بررسی های ریز¬ساختاری، توده های متخلخل با حفرات داخلی فراوانی مشاهده شد که از پیوستگی ذرات اولیه با اندازه¬ای در حدود 40-20 نانومتر تشکیل شده بودالگوهای پراش پرتوی ایکس و تحلیل آن ها نشان داد که ساختار اسپینل با موفقیت در همه نمونه ها تولید شده است. نتایج ارزیابی¬های مغناطیسی و الکترومغناطیسی نشان داد که مغناطش اشباع و نفوذپذیری مغناطیسی با جایگزینی یون-های مس به جای نیکل کاهش و میدان پسماندزدای مغناطیسی افزایش یافته است. ارزیابی رفتار دی¬الکتریک نیز نشان از روند کاهشی ثابت دی الکتریک و تلفات برای تمامی نمونه¬ها با فرکانس است. در منحنی¬های نایکوئیست نیز تنها یک نیم دایره به دلیل اثر مرزدانه مشاهده شد و به دلیل تفاوت رفتار دی الکتریک بسیار متفاوت دانه و مرزدانه، اثر نیم دایره مربوط به دانه¬ها مشاهده نشد.