9888

9888

سنتز و بررسي خواص مغناطيسي نانو كامپوزيت مغناطيسي Fe/CoFe2O4به روش شيشه سراميك در سيستم Na2O-Fe2O3-CoO-B2O3-SiO2-ZnO

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - سراميك

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

علي بيت اللهي - سيد محمد ميركاظمي

چكيده در اين پژوهش رفتار آمورف شدن تركيب ، همچنين ريز ساختار و خواص مغناطيسي شيشه سراميك سيستم Na2o-Fe2O3-CoO-B2O3-SiO2-ZnO جهت دستيابي به آهنربايش بالا از طريق سنتز فريت كبالت و احياي آن از طريق عمليات احياي هيدروژني مورد بررسي قرار گرفت. شيشه اوليه توسط عبور مذاب از غلطك هاي فولادي در حال چرخش، حاصل شد. نتايج XRD شيشه حاصله دستيابي به يك ماده آمورف را تاييد كرد. در ادامه، آناليز حرارتي در اتمسفر نيتروژن تا حداكثر دماي 1200 درجه سانتي گراد بر روي پولك هاي شيشه اي با دو دانه بندي ريز (كوچكتر از µm53) و درشت (mm 6/0-5/0) و با سرعت حرارت دهي 10 درجه بر دقيقه انجام شد و طبق نتايج بدست آمده ، عمليات حرارتي پولك هاي شيشه اي در بستري از گرافيت و در دماهاي 521، 570 و 670 درجه سانتي گراد به مدت 1 و 2 ساعت صورت گرفت. همچنين رفتار تبلور فريت كبالت از شيشه با افزودن 1% مولي ZrO2 به عنوان جوانه زا بررسي شد. با توجه به نتايج، افزودن اين جوانه زا اثر مناسبي را در تبلور حجمي فريت كبالت نشان نداد. نتايج XRD نمونه هاي عمليات حرارتي شده نشان داد كه بخشي از فازهاي تبلور يافته فريت كبالت است. با توجه به بررسي خواص مغناطيسي توسط تكنيك مغناطومتر نمونه مرتعش (VSM) بهترين دما و زمان عمليات حرارتي براي رسيدن به بالاترين حد اشباع مغناطيسي دماي 670 درجه سانتي گراد و زمان 2 ساعت انتخاب گرديد كه ميزان آهنربايش آن emu/g 8/11 به دست آمد. مطالعات ريز ساختاري اين نمونه با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) انجام شد.. در نهايت شيشه هاي تبلور يافته در دماي 670 درجه سانتي گراد و به مدت 2 ساعت در اتمسفر هيدروژن به منظور دستيابي به نانو كامپوزيت CoFe2O4/Fe در دماهاي 450، 550، 650 و 700 درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت احيا شدند. آناليز فازي و بررسي خواص مغناطيسي نمونه هاي احيا شده نشان داد كه در دماهاي 450 و 550 درجه سانتي گراد و به مدت 1 ساعت حضور نانو كامپوزيت CoFe2O4/Fe محتمل است. ميزان آهنربايش اشباع و ميدان آهنربا زداي مغناطيسي براي نمونه احيا شده در دماي 450 درجه سانتي گراد به ترتيب برابر با emu/g 6/35 و Oe480 و براي نمونه احيا شده در دماي 550 درجه سانتي گراد به ترتيب برابر با emu/g 5/47 و Oe 117 به دست آمد. همچنين به منظور بررسي تاثير اتمسفر هيدروژن روي نمونه هاي تحت عمليات حرارتي احيا قرار گرفته بر روي نمونه ها آناليز FTIR انجام شد. نتايج FTIR حضور پيوند هاي Si-OH را در نمونه شيشه سراميك احيا شده تاييد كرد كه نشان دهنده تاثير گذاري اتمسفر هيدروژن بر روي ساختار شيشه سراميك بود. همچنين حضور پيك جذبي مربوط به Fe-O در نمونه شيشه سراميك و حذف آن در نمونه شيشه سراميك احيا شده احياي آهن در اتمسفر هيدروژن را تاييد كرد. واژگان كليدي: شيشه سراميك- فريت كبالت- نانو كامپوزيت CoFe2O4/Fe