ساخت و مطالعه‌ي ويژگي‌هاي مغناطيسي نانوذرات فريت اسپينلي Fe3-xZnxO4

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

يكي از شناخته شده ترين دسته ي فريت ها F e3O4است كه كاربرد هاي مختلفي مانند جذب امواج ماكروويو، گرما درماني، تصوير برداري رزونانس مغناطيسي و دارورساني هدفمند دارد. از اين رو بهبود خواص مغناطيسي اين نمونه اهميت زيادي دارد. در ميان يون هاي مختلف، يون غير مغناطيسي + Zn2شرايط مناسبي براي جايگزيني يون + F e2در فريت F e3O4دارد، زيرا اين يون فاقد گشتاور مغناطيسي است و آلايش دادن F e3O4با اين يون باعث تغييرات خواص مغناطيسي نمونه مي شود. توزيع كاتيوني و اندازه ي بلورك ها تاثير زيادي روي ويژگي هاي مغناطيسي F e3O4دارد و رقابت بين اين دو عامل تعيين كننده ي ويژگي هاي مغناطيسي نمونه است. در اين پژوهش نانوذرات F e3−xZnxO4با مقادير x = 0, 0٫1, 0٫2, 0٫3, 0٫4, 0٫5, 0٫75, 1به روش هيدروترمال ساخته شد و از ماده ي پلي اتيلن گلايكول 200استفاده شد. استفاده از پلي اتيلن گلايكول 200به عنوان سورفكتانت باعث از بين بردن ناخالصي هاي نمونه شد و باعث شد كه پيش ماده ها كاملا در محلول حل شوند و بتوانند به طور كامل در واكنش شركت كنند. به منظور مطالعه ي ساختار بلوري و شناسايي فاز نانوذرات ساخته شده براي هر نمونه طيف پراش پرتوي ايكس با استفاده از دستگاه پراش پرتو ايكس بررسي شد و مشخص شد كه اين نمونه ها داراي ساختار اسپينل مكعبي تك فاز هستند و متعلق به گروه فضايي F d − 3mهستند و هيچ گونه فاز ناخالصي و پيك اضافي كه نشان دهنده ي ناخالصي باشد، در اين نمونه ها در حد دقت دستگاه XRDاستفاده شده وجود نداشت. پارامتر شبكه و حجم ياخته ي واحد نمونه ها با افزايش ميزان آلايش افزايش يافته است. در اين پژوهش براي بررسي دقيق همه ي نمونه ها از لحاظ مورفولوژي، نوع شكل و نحوه ي توزيع ذرات مشخصه يابي FESEMانجام شد. در اين نمونه ها ذرات بسيار كوچك و ذارت بسيار بزرگ به طور همزمان مشاهده شد و مشخص شد كه توزيع اندازه ي ذرات يكنواخت نيست و داراي تغييرات نامنظم بود. در نمونه ها شكل دانه ها كروي، چند وجهي و استوانه اي بود. در اين پژوهش فقط مغناطش نمونه هاي F e3−xZnxO4براي مقادير 0 ≤ x ≤ 0٫5مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه تغييرات مغناطش اشباع با افزايش ميزان آلايش روند منظمي ندارد. با بررسي نمودار مغناطش مشخص شد كه به دليل دارا بودن ميدان وادارندگي و مغناطش باقي مانده نمونه ها ابر پارامغناطيس نيستند. نمونه ي Fe3O4 داراي مغناطش 98emu /g بود كه قابل مقايسه با نمونه ي حجمي است. به نظر مي رسد علاوه بر آلايش +Zn2 استفاده از پلي اتيلن گلايكول در روش هيدروترمال باعث تغييرات زيادي در ويژگي مغناطيسي نمونه ها شده است.

211816

ماده چگال تجربي

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

حميده شاكري پور

مهدي رنجبر، حسين احمدوند

پرويز كاملي