سنتز و بررسی رفتار نانو سیم های مغناطیسی از مخلوط های فلزی سه جزئی آهن، کبالت و قلع با استفاده از قالب آلومینا

در این پایان نامه به سنتز و بررسی خواص نانوسیم های آلیاژی کبالت-آهن- قلع با فرمول [co70fe30]100-xsnx برای مقادیر پرداخته شده است. از قالب اکسید آلومینیوم آندی (aao) برای ساخت آرایه نانوسیم های مغناطیسی کبالت-آهن- قلع استفاده شد. قالب aao با استفاده از روش آندایز دو مرحله ای بر روی فویل آلومینیوم تهیه شد. از فویل آلومینیوم با درصد خلوص بالا (9/99 درصد) استفاده کردیم که آن را در جریان گاز آرگون در دمای 400 درجه سانتیگراد به منظور از بین بردن تنش های مکانیکی و رفع نواقص ساختار بلوری، تحت تابکاری حرارتی قرار دادیم. در ادامه نمونه در محلول الکترولیت شامل اسید پرکلریدریک و اتانول الکتروپولیش شد تا سطح نمونه یکنواخت شود. آندایز مرحله اول در محلول آبی 3/0 مولار اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت، با اعمال ولتاژ ثابت 25 ولت، انجام گرفت. بعد از آندایز مرحله اول، قالب آلومینا تحت سونش شیمیایی در محلول آبی مخلوطی از اسید فسفریک و اسید کرومیک، در دمای 70 درجه سانتیگراد، قرارگرفت. آرایه نانوحفره های منظم بعد از آندایز مرحله دوم که با شرایطی مشابه با آندایز مرحله اول انجام می گیرد، بدست می آید. زمان آندایز مرحله اول و دوم به ترتیب 7 ساعت و 30 دقیقه می باشد. بعد از آندایز مرحله دوم از روش کاهش پله ای ولتاژ تا 8 ولت، به منظور کاهش ضخامت لایه سدی، استفاده شد تا در ادامه الکتروانباشت بهتری داشته باشیم. در طی این فرآیند به مدت 3 دقیقه ولتاژ در 8 ولت ثابت نگه داشته شد، تا ضخامت لایه سدی در تمام نقاط یکنواخت شود. از تصاویر sem و afm برای بررسی نظم و اندازه گیری سایز حفره ها در طی فرآیند آندایز و سونش استفاده شد. تصاویر نشان می دهد که قطر حفره ها حدود 37 نانومتر، فاصله بین تخلخلی 50 نانومتر و قطر سل حدود 45 نانومتر اندازه-گیری شده است. فرآیند الکتروانباشت با استفاده از یک سل دو الکترودی انجام گرفت. قالب aao به عنوان یکی از الکترود ها و قطعه ای از پلاتین به عنوان الکترود دیگر استفاده شد. محلول الکترولیت با استفاده از نمک های coso4.7h2o، feso4.7h2o، snso4.7h2o، سدیم گلوکونات و اسید اسکوربیک با چهار ph متفاوت (2،3، 4و 5) تهیه شد. الکتروانباشت متناوب تحت ولتاژ قله تا قله 30 ولت و فرکانس 200 هرتز به مدت 5 دقیقه انجام گرفت. از میکروسکوب الکترونی روبشی (sem) برای مشاهده نانوسیم ها استفاده شد. ابتدا، قالب را در محلول 1 مولار سود حل و نانو سیم ها را از آن جدا کردیم. از تکنیک پراش پرتو x (xrd) برای بررسی ساختار بلوری نانوسیم ها استفاده کردیم. اندازه گیری خواص مغناطیسی نانوسیم ها با دستگاه مغناطو متر نیروی گرادیان متناوب (agfm) انجام شد. برای بررسی ترکیب نانوسیم های آلیاژی [co70fe30]100-xsnx از edx استفاده شد. اندازه گیری خواص مغناطیسی نشان می دهد که خواص مغناطیسی نانوسیم های آلیاژی ساخته شده تحت تاثیر غلظت، ترکیب، ph محلول الکترولیت، فرکانس الکتروانباشت و فرآیند تابکاری می باشد. از طرف دیگر میدان وادارندگی و نسبت مربعی بودن نانوسیم های آلیاژی سه جزئی ساخته شده با نانوسیم های آلیاژی دو جزئی کبالت-آهن مقایسه و مشخص شد با افزایش میزان قلع در ساختار نانوسیم ها خواص تغییر زیادی کرده اند. مشاهدات نشان می دهد که خواص مغناطیسی نانوسیم های آلیاژی با تابکاری تا دمای 500 درجه سانتیگراد، تغییرات زیادی داشته است. عملیات تابکاری موجب آزاد شدن تنش های ساختاری و بهبود خواص مغناطیسی می شود. همچنین مشخص شد خواص مغناطیسی نانوسیم ها با تغییر ph، تغییر می کند. نتایج تجربی نشان می دهد که فرکانس 200 هرتز و ph=3، مناسب ترین شرایط برای الکتروانباشت این نانوسیم هاست.