ارزیابی ساختار و خواص مغناطیسی فریت نانوساختار نیکل روی تولید شده به‏ روش تخلیه قوس پلاسما

در این پژوهش، فریت نیکل با ترکیب nife2o4 به‏روش قوس الکتریکی پلاسما و فریت نیکل-روی نیز با ترکیب ni0.5zn0.5fe2o4 طی یک فرآیند دو مرحله¬ای شامل قوس الکتریکی و عملیات حرارتی تهیه شد. مواد خام مورد استفاده برای تهیه این نوع فریت¬ها شامل آهن، نیکل و روی بود. پس از مخلوط کردن این پودرها با نسبت مولی معین، با استفاده از فرآیند متالورژی پودر دو الکترود با اندازه مناسب تهیه گردید. با قرارگیری الکترودها در محفظه رآکتور قوس الکتریکی و تنظیم پارامترهای مختلف، قوس الکتریکی بین آن ها برقرار شد. پس از ایجاد قوس، پودر تولید شده جمع آوری و تحت آزمایش¬های مختلف شامل آنالیز فازی، ریزساختاری و مغناطیسی به‏ترتیب به‏کمک روش پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و مغناطش سنج نمونه مرتعش (vsm) قرار گرفت. هم چنین خواص الکترومغناطیسی و دی الکتریکی نمونه¬ها بوسیله دستگاه القا- ظرفیت- مقاومت سنج (lcr meter) تحت بررسی قرار گرفت. در این آزمایش، اثر فشار، اتمسفر، شدت جریان بر روی نوع ترکیب تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفت؛ به گونه¬ای که فشار 1 اتمسفر به عنوان فشار مناسب، محیط هوا به‏عنوان اتمسفر مناسب و شدت جریان 400 آمپر به‏عنوان شدت جریان مناسب انتخاب شد. به منظور دستیابی به فاز فریت خالص، تأثیر تغییر ترکیب مواد اولیه بر روی ترکیب تولیدی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با حذف کامل فلز روی، فریت نیکل خالص تشکیل می¬شود. در ادامه برای دستیابی به فاز فریت نیکل-روی خالص، ترکیب تولید شده با روش قوس الکتریکی تحت یک فرآیند تکمیلی عملیات حرارتی در دماهای متفاوت قرار گرفت و مشخص شد که با عملیات حرارتی نمونه¬ها، مقدار فاز اسپینل فریت با افزایش دما، افزایش می¬یابد؛ به‏گونه¬ای که در دمای 1250 درجه سانتیگراد فریت نیکل-روی خالص تشکیل می¬شود. با توجه به‏نتایج، اندازۀ ذرات پودرهای اولیه در محدوده nm 150-25 تخمین زده شد. با افزایش میزان فریت تولیدی بر مقدار مغناطش اشباع نمونه¬ها افزوده شد و نفوذپذیری مغناطیسی نیز افزایش یافت. در مجموع، فریت نیکل-روی تولید شده به‏روش قوس الکتریکی و عملیات حرارتی شده در دمای 1250 درجۀ سانتی¬گراد با مغناطش اشباع بیشینه emu/g 35، میدان پسماندزدای مغناطیسی کمینه oe5، نفوذ¬پذیری مغناطیسی بیشینه 6 تا فرکانس 5 مگاهرتز و همچنین بالاترین ثابت دی الکتریک در محدودۀ فرکانسی 20 هرتز تا 2 کیلوهرتز به عنوان بهترین نمونه شناسایی گردید.