19309

۱۹۳۰۹

بررسي عوامل موثر بر سنتز و خواص مغناطيسي نانوكامپوزيت بر پايه Fe-Co

كارشناسي ارشد

مهندسي متالورژي

۱۳۹۴

۲۶ تير ۱۳۹۷

دكتر اعلم الهدي - دكتر ميركاظمي

دكتر عليرضا بديعي

مواد و متالورژي

در اين پژوهش با استفاده از نمك‌هاي كلريدي فلز آهن و كبالت به عنوان ماده‌ي اوليه، عامل رسوب سديم هيدروكسيد و احياكننده‌ي هيدرازين هيدرات آلياژ FeCo در محدوده‌ي دمايي C° 50-80 سنتز شده است. شناسايي فاز توسط دستگاه پراش پرتو ايكس (XRD)، شناسايي مورفولوژي توسط ميكروسكوپ الكترون روبشي گسيل ميدان (FESEM)، بررسي خواص مغناطيسي توسط مغناطومتري نمونه لرزشي VSM))، بررسي طيف‌هاي نشري يا جذبي ماده توسط طيف سنج مادون قرمز (FTIR) و بررسي خواص جذب امواج مايكرويو توسط دستگاه تجزيه و تحليل شبكه‌ي بردار VNA)) صورت گرفت. با بررسي شرايط موثر بر آزمايش مشخص شد كه احياي FeCo با هيدرازين وابسته به زمان نيست و بهترين دما براي احياي آن بازه‌ي دمايي C° 50-80 مي‌باشد. افزايش دماي واكنش در اين محدوده سبب افزايش سرعت خروج گاز نيتروژن در واكنش احيا مي شود و اين امر حركت ذرات را افزايش داده و انرژي جنبشي آن‌ها را زياد مي‌كند. اين اتفاق علاوه براينكه تاثير محافظتي اين گاز در برابر اكسيد شدن ذرات را از بين مي‌برد، سبب برقراري اتصال بين ذرات نيز مي شود. در روش همرسوبي معكوس به دليل همگن‌تر بودن يون OH در محيط واكنش نسبت به روش همرسوبي معمولي، اندازه‌ي ذرات كوچك‌تر و توزيع آن‌ها يكنواخت‌تر است. افزوده شدن سورفكتانت CTAB به مقدار اندك 5/0% وزني نمك‌ها، سبب توزيع ناهمسانگرد بارهاي سطحي شده و توده‌اي به اندازه‌ي 4 ميكرون از ذرات ايجاد مي‌كند. با افزايش غلظت‌ اين سورفكتانت به ميزان 5/1% وزني نمك‌ها جذب انتخابي رخ مي‌دهد و به همين دليل ذرات با اندازه‌ي ريز و درشت در كنار هم ديده مي‌شوند. در حضور گروه‌هاي كربوكسيل، كربونيل و هيدروكسيل، هيدرازين قادر به احياي ذرات FeCo نيست و به همين سبب تهيه‌ي كامپوزيت FeCo/CNT به روش شيميايي عملي نبوده و لذا براي ايجاد اين كامپوزيت از روش مخلوط سازي مكانيكي استفاده شد. خواص جذب كامپوزيت FeCo/CNT در دو محدوده‌ي فركانسي X و Ku مورد بررسي قرار گرفت. در باند X بيشترين ميزان اتلاف انعكاس در حدود dB -8 و در فركانس تقريبي GHz ۹/۵ رخ داده است. اين ميزان برابر با 79% جذب است. در باند Ku بيشترين ميزان اتلاف انعكاس در حدود dB -۴/۳ و در فركانس تقريبي GHz ۱۸ رخ داده است. اين ميزان برابر با 57% جذب است.

1397/06/19

Evaluation of effective factors on the synthesis and magnetic properties of Fe-Co base nano-composite

9/10/2018 12:00:00 AM

In this research, using the chloride salts of iron and cobalt metal as the primary materials, sodium hydroxide as precipitant and hydrazine hydrate as reducing agent, the FeCo alloy is synthesized in the 50-80°C temperature range. The phase analysis of the collected products was performed by powder x-ray diffraction (XRD), The morphologies of the particles were characterized by field-emission scanning electron microscope (FE-SEM), magnetic properties of samples were acquired by a vibrating sample magnetometer (VSM), emission or absorption spectra of matter investigated by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and Microwave absorption properties evaluated with Vector network analyzer (VNA). By studying the effective terms of test, it was found that Reduction of FeCo with hydrazine hydrate is independent of time and best Temperature for Reduction is 50-80°C. Increasing the reaction temperature will increase the rate of nitrogen gas exhaustion in the reaction, which will increase the movement of particles and increase their energy. In this circumstance, the protective effect of this gas against oxidation of particles is reduced and interconnections between particles occur. In reverse co-precipitation method, due to the homogeneity of OH ions in the test environment, particles are smaller and distribution is more uniform. CTAB surfactant at low concentrations causes anisotropic distribution of surface loads and generates agglomeration of 4 micron particles. At higher concentrations of this surfactant, selective adsorption occurs, and along with fine particles, coarse particles are also observed. In the presence of carboxyl, carbonyl and hydroxyl groups, hydrazine is not able to synthesis FeCo particles, and therefore FeCo / CNT composites are not prepared by chemical method. A mechanical mixing method was used to create this composite. The microwave absorption properties of FeCo / CNT composite a were investigated in two X and Ku frequency ranges. In X frequency band, the maximum amount of reflection loss occurred at approximately -8dB and at an approximate 9/5Ghz frequency. This amount is equal to 79% of absorption. In the Ku band, the maximum reflection loss occurred at around -4/3dB and at an approximate 18GHz frequency. This amount is equal to 57% of absorption.