تداخل ناخواسته ی امواج الکترومغناطیس، در کارکرد بسیاری از ابزار و تجهیزات به ویژه تجهیزات الکترونیکی اختلال ایجاد می کند. برای جلوگیری از این اختلال باید به طریقی از برخورد میدان های الکترومغناطیس با محیط های حساس ممانعت شود. بنابراین، به موادی نیاز است که بتوانند از عبور میدان های مغناطیسی جلوگیری کنند. آلیاژهای با پایه ی نیکل-آهن، از نفوذپذیری بالایی برخوردارند. از این رو می توانند میدان های مغناطیسی را سد کنند. میومتال با فرمول شیمیایی ?ni?_(0_/ 77) ?fe?_(0_/ 16) ?cu?_(0_/ 05) ?cr?_(0_/ 02)، دارای بیش ترین نفوذپذیری در میان این دسته از آلیاژها می باشد. به همین دلیل، برای ساخت حفاظ های مغناطیسی مناسب است. حفاظ ساخته شده از این آلیاژ مسیری با مقاومت بسیار کم برای میدان های مغناطیسی به وجود می آورد. درنتیجه امواج الکترومغناطیس در مسیر حفاظ هدایت شده و سطح درون حفاظ را دور می زنند. با توجه به بررسی های به عمل آمده، به نظر می رسد که تا به حال این آلیاژ در ایران ساخته نشده است. کاربردهای وسیع این آلیاژ در صنعت، موجب شد که در این پایان نامه به ساخت و بررسی خواص مغناطیسی این آلیاژ و تلاش در جهت بهبود این خواص پرداخته شود. در راستای این اهداف، فصل اول به توضیح انواع مواد مغناطیسی، به ویژه فرومغناطیس ها اختصاص داده شده است. در فصل دوم، آلیاژ میومتال که یک آلیاژ فرومغناطیس است، معرفی می گردد و خواص مکانیکی و مغناطیسی این آلیاژ بیان می شوند. در این فصل، به بررسی حفاظ های مغناطیسی و نحوه ی عمل کرد این حفاظ ها نیز پرداخته می شود. فصل سوم، معرفی و توضیح روش به کار گرفته شده برای ساخت آلیاژ را به خود اختصاص داده است. همچنین در این فصل روش ها و دستگاه هایی که برای بررسی نتایج پژوهش مورد استفاده قرار گرفته اند، معرفی می شوند. در فصل چهارم، پژوهش های صورت گرفته و نتایج آن ها به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرند. در جهت تلاش برای بهبود خواص مغناطیسی میومتال، آلیاژهای جدیدی با فرمول شیمیایی ?ni?_(0_/ 77-x) ?co?_x ?fe?_(0_/ 16) ?cu?_(0_/ 05) ?cr?_(0_/ 02) و ?ni?_(0_/ 77-x) ?mo?_x ?fe?_(0_/ 16) ?cu?_(0_/ 05) ?cr?_(0_/ 02)، ساخته شد و مورد بررسی قرار گرفت. این آلیاژها، در فصل چهارم مورد بررسی قرار خواهند گرفت. در فصل پنجم، به جمع بندی نتایج این پایان نامه پرداخته خواهد شد و پیشنهادهایی جهت پژوهش های آینده ارائه می شود.

در پژوهش پیش¬رو، روش سل – ژل احتراقی برای تهیّه¬ی نانوپودرهای مغناطیسی فریت mgcuzn مورد استفاده قرار گرفته شده است. برای تعیین چگونگی فرآیند واکنش از آنالیز tg و dta استفاده شده است. پودرهای تولید شده با ترکیبات و آلایش-های مختلف، به¬صورت حلقه¬هایی فشرده شدند و در دمای زیر c° 950 تف¬جوشی شدند. تأثیر دما و مدّت زمان تف¬جوشی، نقش یون¬های mg2+، cu2+، zn2+ و هم¬چنین تأثیر آلایش یون¬های al3+ و sm3+، بر ویژگی¬های نانوپودرها و سرامیک¬های فریتی تهیّه شده مورد مطالعه قرار گرفت. برای بررسی ویژگی¬های ساختاری و میکروساختاری نمونه¬های تولید شده از دستگاه¬های xrd، ft-ir، bet، tem و sem استفاده شد. برای بررسی ویژگی¬های مغناطواستاتیکی و مغناطودینامیکی سرامیک¬های تف¬جوشی شده، دستگاه¬های vsm، lcr meter و impedance analyzer مورداستفاده گرفتند. در ابتدا، برای تهیّه¬ی نانوپودرهای فریتی از روش سل ـ ژل احتراقی با سوخت¬های متفاوت گلایسین، اوره و سیتریک اسید استفاده شد. نتایج نشان داد که در واکنش احتراقی استفاده از سیتریک اسید به¬عنوان سوخت، مناسب¬تر از اوره و گلایسین است. الگوی پراش پودرهای به¬دست آمده نشان داد تنها نمونه¬ی تهیّه شده با سیتریک اسید دارای فاز بلوری خالص است. از طرف دیگر نمونه¬ی مذکور نسبت به سایر نمونه¬ها دارای چگالی بیشتری بود. در ادامه، با استفاده از سوخت سیتریک اسید، نانوپودرهای ترکیب (mg0.8?xcu0.2znx+0.02)fe1.98o3.99 (60/0<x<40/0) تهیّه و در دمای c° 900 تف¬جوشی شدند. نتایج نشان دادند که پودر¬های تولید شده دارای ساختار بلوری اسپینلی هستند و هیچ¬گونه ناخالصی در آن-ها دیده نمی¬شود. هم¬چنین مساحت سطح موثر پودرها با استفاده از آنالیز bet در حدود m2/g 10 به¬دست آمد. تصاویر tem و sem نشان دادند که ساختار پودرها متخلخل و متوسط اندازه¬ی ذرّات آن¬ها در حدود nm 50 است. بررسی ویژگی¬های مغناطیسی سرامیک¬ها نشان داد که نمونه¬ی با 50/0= x از نظر مقدار نفوذپذیری مغناطیسی، پایداری فرکانسی و پایداری دمایی عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه¬ها دارد. تغییر شرایط تف¬جوشی نمونه¬ی بهینه مشخّص کرد که با افزایش دمای تف¬جوشی از °c 850 تا °c 950 و هم¬چنین مدّت زمان تف¬جوشی از 1 تا 8 ساعت، افزایش قابل ملاحظه¬ای در چگالی، مغناطش اشباع و نفوذپذیری مغناطیسی نمونه¬ها داشته است. هم¬چنین اندازه¬ی دانه¬ها مقدار زیادی تغییر کرده و از µm 3/0 به µm 21/1 رسیده است. برای بررسی تأثیر مس، ترکیب mg0.5-xcuxzn0.52fe1.98o3.99 (30/0<x< 1/0) تهیّه و بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش مس در ترکیب، اندازه¬ی دانه¬ها و چگالی نمونه¬ها بهبود می¬یابد. افزایش مقدار مس تغییر چندانی در مغناطش اشباع نمونه¬ها نداشته است؛ در-حالی¬که نفوذپذیری و دمای کوری نمونه¬ها به¬طور قابل ملاحظه¬ای افزایش یافته است. هم¬چنین حضور مس در ترکیب، رسانندگی ac نمونه¬ها را تحت تأثیر خود قرار داده و سبب افزایش آن شده است. جانشینی یون¬های سه ظرفیتی آلومینیوم به¬جای اتم¬های آهن در ترکیب mg0.3cu0.2zn0.52fe1.98-x alxo3.99 (060/0<x<00/0) سبب افزایش چگالی نمونه¬ها و اندازه¬ی دانه¬ها شد. آنالیز ft-ir نشان داد که یون¬های al3+ تمایل شدیدی به قرارگرفتن در جایگاه¬های هشت-وجهی ساختار فریتی دارند. نتایج vsm نشان دادند که نمونه¬ی 015/0=x بیشترین مقدار مغناطش اشباع را دارد و با افزایش x مغناطش اشباع به¬طور پیوسته کاهش می¬یابد. توزیع کاتیونی ترکیب و زاویه¬های یافِت ـ کیتل با استفاده از نتایج vsm و ft-ir محاسبه شدند. نتایج نشان دادند که بیشترین مقدار زاویه-ی یافِت ـ کیتل مربوط به نمونه¬ی 015/0= x است. هم¬چنین مشخّص شد که نفوذپذیری مغناطیسی با افزایش مقدار آلومینیوم افزایش یافته است؛ در¬حالی¬که دمای کوری با کاهش مواجه بوده است. افزودن sm3+ به ترکیب mg0.3cu0.2zn0.52fe1.98-x smxo3.99 سبب کاهش چگالی نمونه¬ها شد. الگوی پراش پرتو x نشان داد که در نمونه¬های با 015/0x>، قلّه¬ی ناخالصی مربوط به فاز اورتوفریت ساماریوم (smfe3o) ظاهر شده است. نتایج چگالی به¬همراه تصاویر sem نشان داد که وجود فاز اورتوفریت در ترکیب، سبب تأخیر در فرآیند چگالش شده است. هم¬چنین ساماریوم، نقش مخربی در ترکیب بازی نموده و سبب کاهش شدید نفوذپذیری مغناطیسی و دمای کوری نمونه¬ها شده است.

در این پژوهش، فریت منگنز¬–¬روی با ترکیب شیمیایی mn0.5zn0.5fe2o4 به روش سنتز احتراقی به کمک حرارت مایکروویو تولید شد. اثر سوخت¬های گلیسین، اسیدسیتریک و اوره به صورت جداگانه و همچنین در هر سوخت اثر نسبت مولی مختلف سوخت به نیترات بر فریت منگنز-روی بررسی شد. محاسبات ترمودینامیکی نشان داد که دمای شعله¬ی(آدیاباتیک) نمونه-های تولیدی با سوخت گلیسین بیش¬تر از نمونه¬های دیگر است. همچنین در هر سوخت با افزایش نسبت سوخت به نیترات، میزان گاز تولیدی و دما شعله افزایش می¬یابد. ارزیابی¬های فازی به کمک روش پراش پرتو ایکس بر نمونه¬های تولید شده با سوخت اوره، تشکیل ساختار کریستالی اسپینل و حضور هماتیت به عنوان فاز ثانویه را تایید می¬¬¬¬کند. در حالی که در نمونه¬های تولیدی با سوخت گلیسین و اسید¬سیتریک ساختار تک فاز اسپینل تشکیل شده است. بررسی¬های ریز ساختاری به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. در اثر آزاد شدن مقدار زیادی گاز در هنگام واکنش احتراقی، توده های پودر حاصل دارای حفره های فراوانی است. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان اندازه¬ی ذرات در محدوده¬ی¬¬¬80-¬28 نانومتر تخمین زده شد. خصوصیات مغناطیسی و الکترومغناطیسی به ترتیب به کمک مغناطش¬سنج نمونه مرتعش و دستگاه القا، ظرفیت و مقاومت سنج انجام شد. بیشترین مقدار مغناطش اشباع مشاهده شده در این تحقیق مربوط به پودر¬های نانو کریستالی تولید شده با سوخت گلیسین در بیشترین نسبت مولی سوخت به نیترات¬ (emu/g63.3) است. نفوذپذیری مغناطیسی نمونه¬های تولید شده با سوخت اوره نسبت به دو سوخت دیگر در تمامی فرکانس¬های مورد بررسی کمتر است که آن را می¬توان به حضور ناخالصی¬های بیشتر در این سوخت نسبت داد. ارزیابی رفتار دی¬الکتریک نشانگر نقش غالب مرزدانه در تمامی نمونه¬ها است.