ساخت نانوذرات هگزافریت استرانسیم و بررسی اثر ناخالصی های کبالت - منگنز بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی آنها

فریت استرانسیم با ساختار مگنتوپلامبیت (ساختارهای هگزاگونال نوع m)، از جمله اکسیدهای فری مغناطیس سخت به شمار می آید که به دلایل مختلف از جمله پسماند مغناطیسی بالا، ناهمسانگردی محوری زیاد، میدان وادارندگی بزرگ، دمای کوری بالا، پایداری شیمیایی و مقاومت خوردگی بسیار عالی و همچنین خواص جذب مایکروویو خوب، یک گزینه مناسب برای استفاده های مختلف از جمله ساخت آهنرباهای دائم، موتورهای الکتریکی dc، محیط های ضبط مغناطواپتیکی و مغناطیسی با چگالی بالا و قطعات مایکروویو به شمار می رود. یکی از راهکارهای مناسب جهت بهبود ویژگی های مغناطیسی هگزافریت استرانسیم، اضافه کردن افزودنی های مغناطیسی مختلف به آن است. از طرف دیگر کوچکتر شدن اندازه ذرات به دلیل قرار گرفتن در محدوده تک حوزه ای و بالا رفتن شار مغناطیسی، تا حدی باعث بهبود ویژگی های مغناطیسی می شود. با تکیه بر این موارد، در این پایان نامه ، اثرات افزودن کاتیون های مغناطیسی کبالت و منگنز که در جدول تناوبی اطراف یون آهن قرار دارند، (با هدف بررسی همزمان اثرات ناشی از ممان های مغناطیسی ذاتی و شعاع های یونی کاتیون های متفاوت)، بر ویژگی های ساختاری، پیوندی و مغناطیسی نانوذرات هگزافریت استرانسیوم از جمله ثابت های شبکه، اندازه نانوذرات، پیوندها،پسماند مغناطیسی و میدان وادارندگی و... بررسی شده اند. با افزایش دمای کلسینه، اندازه نانوذرات افزایش یافته و میدان وادارندگی کاهش می یابد، هم چنین مغناطش اشباع تا دمای کلسینه ، روند افزایشی دارد. با افزودن ناخالصی منگنز به نانوذرات هگزافریت استرانسیم، اندازه نانوذرات افزایش، میدان وادارندگی کاهش و مغناطش اشباع روند افزایشی خواهد داشت. یون کبالت هنگام ورود به شبکه هگزاگونال به طور کامل در جایگاه های شبکه قرار نمی گیرد. به همین علت است که الگوهای علاوه بر فاز هگزاگونال، مقادیری از اسپینل فریت کبالت را نیز نشان می دهند. نانوذرات دارای ناخالصی کبالت، اندازه کوچکتری نسبت به نانوذرات هگزافریت استرانسیم بدون ناخالصی خواهند داشت. با افزودن این ناخالصی، میدان وادارندگی کاهش و مغناطش اشباع تا حدودی افزایش خواهد یافت و این یک ویژگی مطلوب برای کاربرد در محیط های ضبط مغناطیسی خواهد بود. هنگام آلایش نانوذرات با دو ناخالصی کبالت و منگنز بطور همزمان، با افزایش مقادیر ناخالصی، بزرگی میدان وادارندگی از 5672oe به 451.61oe کاهش می یابد.علت این کاهش را می توان کاهش ناهمسانگردی مغناطوبلوری دانست.