12676

12676

سنتز و بررسي تأثير پارامترهاي فرايند بر ساختار و خواص مغناطيسي پودرهاي مزومتخلخل فريت مغناطيسي مس روي

دكتري

مواد

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر علي بيت الهي

دكتر حميدرضا رضايي

ساخت و بررسي رفتار مواد تحت فرايند محدودسازي در ابعاد نانو در سا لهاي اخير توجه جهاني و تحقيقاتي عمدهاي را به خود اختصاص داده است. سنتز تركيبات مزومتخلخل به روش نانو ريخت هگري، روشي بر پايه استفاده از زمين ههاي منظم سيليكا يا كربني به عنوان قالب نانومتري است كه از طريق محدودسازي، تشكيل و رشد اجزاء فلزي يا اكسيد فلزي را تحت تأثير قرار م يدهد. سنتز اكسيدهاي فلزات انتقالي به شكل يك جامد مزومتخلخل، از جمله زمين ههاي تحقيقاتي جذاب در اين حوزه به شمار مي رود؛ زيرا حضور حفرات در ساختار اين مواد امكان دستيابي به سطح ويژه داخلي بالا را فراهم م يكند كه فضاي مناسبي براي انجام فرايندهاي كاتاليستي محسوب مي شود. از طرفي محدوديت ابعادي ديوار ههاي بين حفرات در اين اكسيدها، منجر به ظهور خواص مغناطيسي، اپتيكي و الكتريكي نامتعارف در اين دسته مواد گشته است. به Co2O3 ،WO3 ،In2O3 ،MnO تاكنون بسياري از اكسيدهاي حاوي يك عنصر فلزي مانند 2 صورت مزومتخلخل به روش نانو ريخت هگري سنتز گرديدند؛ اما سنتز فري تهاي مزومتخلخل كه حاوي تعداد 2 يا بيشتر عنصر فلزي هستند، همچنان مورد توجه محققان است. از جمله مسائل مطرح در زمينه سنتز اين دسته از مواد م يتوان به دشواري كنترل استوكيومتري، دستيابي به ساختار بلوري و از هم پاشيدگي ساختار مزومتخلخل حين تشكيل آن در درجه حرارت بالا اشاره نمود. از طرفي در روش سنتز نانو ريخت هگري، ميزان انتقال پي شماد هها به داخل حفرات قالب سخت، كيفيت محصول نهايي را به شدت تحت تأثير قرار م يدهد. ،Li باتر يهاي ،CO فريت مس با ساختار اسپينلي به عنوان حسگر گاز، كاتاليزور براي تجزيه 2 دستگا ههاي ضبط مگنتواپتيك چگالي بالا و فرو سيال مورد استفاده قرار گرفته است. هنگامي كه عنصر روي در شبكه بلوري اين فريت جايگزين عنصر مس م يشود، به دليل تمايل متفاوت اين دو عنصر به اشغال زير شبك ههاي تتراهدرال و اكتاهدرال در ساختار اسپينل، خواص مغناطيسي متنوعي را م يتوان در ماده ايجاد كرد.هدف از پژوهش حاضر در گام نخست، يافتن روشي آسان، مطمئن و تكرارپذير جهت سنتز فري تهاي مزومتخلخل مس روي است. بدين منظور ابتدا رو شهاي مورد استفاده توسط ساير محققان مورد ارزيابي قرار گرفت و با توجه به ناكارآمد بودن اين رو شها در دستيابي به تك فاز فريت مس و يا فروپاشي ساختار مزومتخلخل در حين سنتز، روشي جديد و نوين براي سنتز اين دسته از فري تها ارائه گرديد. سپس در گام بعدي براي نخستين بار، خواص ساختاري و مغناطيسي 0 و 1 تحت تأثير سنتز در فضاي /75 ،0/5 ،0/25 ، برابر 0 x به ازا Cu1 -xZnxFe2O تركيبات 4 محدود نانو مورد بررسي قرار گرفت و تغييرات مشاهده شده نسبت به گزار شهاي ارائه شده براي نمون ههاي بالك و نانو ساختار مقايسه شده است. بررسي تغييرات خواص مغناطيسي فريت مس با افزودن روي و ارزيابي نحوه نظم گيري اسپين ها در زير شبك هها و سطح نانو ذرات از اهداف ديگر و مازباور مورد بررسي قرار گرفت. SQUID-VSM اين پروژه است كه توسط رو شهاي آناليزي در اين پايا ننامه، در فصل مروري بر منابع ابتدا نگاهي به رو شهاي مختلف سنتز مواد مزومتخلخل، چال شها و مسائل مرتبط با هر كدام از اين روش ها، پارامترهاي موثر در فرايند سنتز و نقش آ نها و راهكارهاي پيشنهادشده توسط ساير محققين شده است. سپس در قسمت دوم اين بخش، به منظور درك بهتر تغييرات ساختاري و مغناطيسي ايجادشده در نمونه تحت تأثير نانو محدودسازي به معرفي فريت هاي اسپينلي و اصول كلي مغناطيس پرداخته شده است. در قسمت پاياني اين فصل، فعالي تهاي تحقيقاتي صورت گرفته در زمينه فريت مس، اثر جايگزيني عناصر ديگر در ساختار فري تهاي اسپينلي به خصوص عنصر روي و فريت روي پرداخته شده است. سپس در فصل روش انجام آزمايش، مواد اوليه مصرفي، رو شهاي سنتز فري تهاي مس روي مزومتخلخل و رو شهاي مشخصه يابي نمون هها جهت بررسي خواص ساختاري، فيزيكي و مغناطيسي نمون هها توضيح داده شده است. در ادامه در فصل نتايج و بحث، به ترتيب داد ههاي به دست آمده براي فريت مس، فري تهاي مس جايگزين شده با روي و فريت روي ارائه گرديده و علل سنتز و بررسي تأثير پارامترهاي فرايند بر ساختار و خواص مغناطيسي پودرهاي مزومتخلخل مغناطيسي مس روي مقدمه 4 تغييرات مشاهده شده در خواص به تفصيل مورد بحث قرار گرفته است. در فصل پاياني، جم عبندي و پيشنهادها، يافت ههاي حاصل از پژوهش به اختصار ذكر شده است.