ساخت و مطالعه نانوذرات فریت منگنز (mnfe2o4)و بررسی تاثیر افزایش سیلیکا(sio2) بر خواص مغناطیسی نانو ذرات

در این پژوهش پودرهای نانو ذرات فریت منگنز (mnfe2o4) که دارای ساختار اسپینلی می باشند تهیه شد. روش مورد استفاده برای تهیه این نانو ذرات روش سل – ژل می باشد که یک روش آسان و سریع است. این پژوهش متشکل از سه بخش است. در بخش اول نانو ذرات فریت منگنز را با phهای مختلف تهیه کردیم. در بخش دوم از این تحقیق تأثیر کاهش میزان برهمکنشها را با اضافه کردن سیلیکا (sio2) به ترکیب مورد بررسی قرار دادیم. در بخش سوم نیز تأثیر افزایش برهمکنشها را با اعمال فشار مورد بررسی قرار دادیم.در این تحقیق از ابزارهای متعددی برای مشخصه یابی و بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه ها استفاده شده است که عبارتند از: 1) آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) 2) آنالیز طیف سنجی مادون قرمز (ftir) 3) آنالیز حرارتی نمونه ها (tg-dta) 4) مغناطش سنج ارتعاشی (vsm) 5) پذیرفتاری مغناطیسیac 6) میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و 7) میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem). مواد اولیه مورد استفاده در بخش اول عبارت است از نیتراتهای آهن و منگنز، اسید سیتریک، آب مقطر و آمونیاک. محلول اولیه ای که از ترکیب کردن مواد اولیه بدست می آید دارایphی برابر با دو می باشد و برای تهیه محلولهایی با phهای بالاتر به این محلول، آمونیاک اضافه می کنیم به طوری که با این کار نمونه های با phهای 4 ، 6 و 8 تهیه شد. با استفاده از تحلیل نتایج حاصل از ابزارهای مختلف مشاهده کردیم که نانو ذرات فریت منگنز با ph دو دارای رفتار ابرپارامغناطیسی برهم کنشی می باشند. با تغییر ph نمونه ها مشاهده کردیم که اندازه نانو ذرات افزایش می یابند به طوری که اندازه نانو ذرات نمونه با ph دو حدود nm 6 می باشند و اندازه ذرات نمونه های دیگر حدود nm 15 می باشند. نمونه با ph دو هیچگونه پسماندی ندارد ولی نمونه های با phهای بزرگتر از دو کمی پسماند دارند. در بخش دوم برای وارد کردن سیلیکا به ترکیب باید یک محلول دیگر نیز تهیه کنیم. برای این کار یک محلول دیگر از تترا اتیل سیلیکا (teos) و اتانول را تهیه کردیم و به محلول قبلی اضافه کردیم. با اضافه شدن سیلیکا به شبکه مشاهده کردیم که از خاصیت مغناطیسی نمونه ها کاسته می شود و برهمکنش بین نانو ذرات نیز کاهش می یابند که این رفتار مورد انتظار است. با زیاد شدن ماده غیر مغناطیسی سیلیکا اندازه نانو ذرات کوچکتر شدند و به این دلیل خواص مغناطیسی مشاهده شده آنها کاهش یافت. این نمونه ها نیز دارای رفتار ابرپارامغناطیسی می باشند چرا که در این نمونه ها پسماندی مشاهده نشد. در بخش سوم نیز برخی از نمونه های تهیه شده در قسمتهای قبل را تحت فشارهای مختلف قرار دادیم و مشاهده کردیم که با افزایش فشار میزان برهمکنشهای بین نانو ذرات افزایش یافته اند که این رفتار مورد انتظار است. تمامی نمونه های بدون سیلیکا که تحت فشار قرار گرفتند دارای رفتار ابرپارامغناطیسی برهمکنشی می باشند و با افزایش فشار نیز میزان برهمکنشهای آنها افزایش یافت. در نمونه های دارای سیلیکا مشاهده کردیم که با اعمال فشار برهمکنشهای بین ذرات زیاد تغییر نمی کنند که این رفتار به این دلیل است که نانو ذرات درون شبکه ای از سیلیکا غوطه ور می باشند و با وجود اعمال فشار این نانو ذرات خیلی نمی توانند به همدیگرنزدیک شوند و به این دلیل برهم کنش بین آنها زیاد تغییر نکرده است.