25844

بررسي ساختار، ريزساختار، خواص مغناطيسي و الكترومغناطيسي فريت هاي اسپينل با آنتروپي بالا با فرمول شيميايي (MnNiCoCuZn)Fe2O4

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1398

1400/9/29

سيد مرتضي مسعودپناه

سميه اعلم الهدي

مهندسي مواد و متالورژي

در اين پژوهش، تاثير تغيير تركيب بر ساختار، ريزساختار، خواص مغناطيسي و عملكرد جذب‌ فريت‌هاي با آنتروپي بالا با تركيب (3/0، 2/0، 1/0، 05/0=x) MnNiCuZnCo)Fe2O4) بررسي شد. اين نانو ذرات به روش احتراق محلولي سنتز شدند و به كمك روش‌هايي از جمله پراش اشعه ايكس، طيف سنجي رامان، ميكروسكوپ الكتروني، مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي مورد مطالعه قرار گرفتند. بعد از بررسي اثر كاتيون‌هاي مختلف بر خواص مغناطيسي فريت‌هاي انتروپي بالاي سنتز شده، دو نمونه‌ي (Mn Ni Cu Zn)0.7Co0.3Fe2O4 و (Ni Cu Mn)0.6Co0.3 Zn0.1 Fe2O4 به‌عنوان نمونه‌هاي بهينه براي بررسي‌هاي الكترومغناطيسي انتخاب شدند. دليل اين انتخاب بالا بودن مغناطش اشباع و وادارندگي اين دو در مقايسه با بقيه نمونه‌ها بود. اين دو نمونه‌ با 25 درصد وزني گرافن كامپوزيت شدند. سپس نمونه‌ي گرافن‌دار و بدون گرافن با درصدهاي وزني مختلف 30% و 70% فريت با پارافين كامپوزيت شدند و خواص جذب آن‌ها، به كمك دستگاه تحليلگر شبكه برداري، با يكديگر مقايسه شد. الگوي پراش اشعه ايكس نمونه‌ها به خوبي با ساختار بلور اسپينل با گروه فضايي Fd3m مطابقت دارند. بر اساس تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پودرهاي سنتز شده، از نانوذرات كروي تشكيل شده‌اند و طيف EDS وجود عناصر Co، Ni، Mn، Cu و Zn و توزيع يكنواخت آن‌ها را تاييد مي‌كند. با افزايش مقدار كبالت، وادارندگي از Oe 94 به 225 افزايش يافت، در حالي‌كه مغناطش اشباع در محدوده emu/g 67-71 تغيير كرد. مغناطش اشباع و وادارندگي پودرهاي Graphene/(Mn Ni Cu Zn)0.7Co0.3Fe2O4 به ترتيب به emu/g 45 و Oe 105 كاهش يافت. در نمونه (Ni Cu Mn)0.9-x Cox Zn0.1 Fe2O4، مقدار مغناطش اشباع مستقل از مقدار كبالت بود ( emu/g65~)، در حالي‌كه وادارندگي از Oe100 به Oe 300 افزايش يافت. با افزايش مقدار مس، مغناطش اشباع از emu/g 84 به 68 و وادارندگي نيز Oe 187 به 164 كاهش يافت. افزايش كاتيون‌ روي، به طور پيوسته كاهش وادارندگي از Oe 240 به 180 را در پي داشت. مغناطش اشباع، با افزودن كاتيون روي تا مقدار 2/0، از emu/g 66 به 71 افزايش يافت اما با رسيدن مقدار اين كاتيون به 3/0، به emu/g 65 كاهش يافت. Paraffin/(Mn Ni Cu Zn)0.7Co0.3Fe2O4 با 70 درصد وزني فريت، بيشترين اتلاف بازتاب 27- دسي‌بل را در ضخامت تطبيق 3/5 ميلي‌متر در باند Ku نشان داد. اين نمونه بعد از كامپوزيت شدن با گرافن هيچ جذب قوي را از خود نشان نداد. براي نمونه Paraffin/(Mn Ni Cu Zn)0.7Co0.3Fe2O4 با 30 درصد وزني فريت جذب قوي وجود نداشت، درحاليكه با كامپوزيت سازي اين پودر با گرافن، به دليل اتلاف دي‌الكتريك بالاتر، بيشترين اتلاف بازتاب 16- دسي بل در ضخامت تطبيق 5/4 ميلي‌متر در باند Ku در 30 درصد وزني فريت به‌دست آمد.Paraffin/(Ni Cu Mn)0.6 Co0.3 Zn0.1 Fe2O4 در درصدوزني 70 درصد، بيشترين اتلاف بازتاب 30- دسي‌بل در ضخامت تطبيق 8/5 ميلي‌متر در باند Ku را نشان داد. بيشترين اتلاف بازتاب در باند X با افزودن گرافن به 15- دسي‌بل كاهش يافت. علاوه بر اين براي نمونه Paraffin/(Ni Cu Mn)0.6 Co0.3 Zn0.1 Fe2O4 با 30 درصد وزني فريت جذب قوي وجود نداشت، درحاليكه، عملكرد جذب مايكروويو بهتري در درصد وزني 30 پودر Graphene/(Ni Cu Mn)0.6 Co0.3 Zn0.1 Fe2O4 به دست آمد.

1400/10/20

Investigation of structure, microstructure, magnetic and electromagnetic properties of high entropy spinel ferrites with chemical formula (MnNiCoCuZn) Fe2O4

12/20/2021 12:00:00 AM