مطالعه ساختار و رفتار مغناطیسی نانوپودر BaFe12O19 دوپ شده با کاتیون‌های Mg2+-Zn2+-Ti4+ سنتز شده به روش فعال‌سازی مکانیکی

در این پژوهش سنتز نانوذرات هگزا فریت باریم نوع M دوپ شده با کاتیون‌های Mg2+، Zn2+ و Ti4+ در فرآیند فعال‌سازی مکانیکی انجام شد. سه نسبت Fe/Ba به ترتیب 10، 11 و 12 با عملیات حرارتی در دمای °C 900 مورد بررسی قرار داده شد. در نسبت‌های Fe/Ba، 10 و 12 فاز آهن به عنوان فاز میانی مشاهده شد در ادامه در نسبت 11 به عنوان نسبت بهینه برای سنتز ترکیب هگزا فریت باریم تک فاز شناخته شد. ترکیب هگزا فریت باریم سنتز و دوپ شده با مقادیر مختلف 5/0، 7/0 و 9/0 مورد بررسی‌های فازی، مورفولوژیکی و مغناطیسی به ترتیب با استفاده از آنالیزهای XRD،SEM  و VSM قرار گرفت. محاسبات و رسم نمودارهای ویلیامسون- هال نشان دهنده وجود کرنش در ساختار و افزایش میزان دوپنت باعث افزایش کرنش در شبکه این ترکیب شد. تصاویر SEM نشان دهنده نانوذرات هگزاگونال مجزا شده به واسطه مرزدانه‌ها بود. افزایش میزان دوپنت‌ها موجب رشد ترجیحی ذرات در جهات a و b کریستالوگرافی و ایجاد ساختارهای صفحه‌ای شد. افزایش میزان دوپنت‌ها و جانشینی کاتیون‌های Mg2+، Zn2+، Ti4+ و قرارگیری این عناصر در جایگاه‌های بلورنگاری Fe3+ در تمام نمونه‌ها کاهش مغناطش اشباع و نیروی وادارندگی را به همراه داشت. کمترین نیروی وادارندگی برای نمونه دوپ شده با 7/0=x برابرOe  50 بدست آمد. در نهایت تبدیل هگزا فریت باریم به عنوان یک ماده سخت مغناطیسی به یک ماده با رفتار نرم مغناطیس اتفاق افتاد.