مطالعه اثر آلایشzn ، اثر دمای بازپخت و پوشش pva بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات (ni1-xznxfe??o??)

نانوذرات فریت های اسپینلی به سبب دارا بودن ویژگی هایی همچون نفوذپذیری بالا، وادارندگی در حدود چند اورستد و ...، کاربرد گسترده ای در عرصه های صنعت و پزشکی یافته اند. اما یافتن روش ساخت ساده، تکرارپذیر و مقرون به صرفه که در طی آن نانوذرات مغناطیسی با همگنی و خلوص بالا ساخته شوند، همواره از دغدغه های محققان بوده است. بنابراین در این تحقیق، نانوذرات فریت نیکل- روی که از جمله پرکاربردترین مواد مغناطیسی است به روش سل-ژل خود احتراقی با بهره گیری از کمپلکس ساز edta که با احاطه-ی کاتیون های فلزی مانع از اکسید شدن و برهم کنش یون ها شده و سبب ایجاد ذرات ریزتری می شود، ساخته شدند. این تحقیق متشکل از سه بخش است. در بخش اول اثر جانشانی zn بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی فریت نیکل و در بخش دوم اثر دمای بازپخت و در ادامه در بخش سوم اثر افزودن پلیمر زیست سازگار pva بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت ni0.3zn0.7fe2o4 با استفاده از تحلیل هایی هم چون وزن سنجی حرارتی (tg)، پراش پرتوی ایکس (xrd)، تحلیل فوریه ی طیف مادون قرمز (ftir)، تصویربرداری میکروسکوپی (fe-sem) و (tem)، مغناطش سنج نمونه ی ارتعاشی (vsm) و پذیرفتاری مغناطیسی ac مطالعه شدند. با توجه به الگوهای xrd، ساختار تمامی نمونه ها اسپینلی تشخیص داده شد و در نتیجه ی برازش نمونه ها با نرم افزار maud ساختار اسپینلی معکوس برای فریت نیکل، اسپینلی عادی برای فریت روی و ساختار اسپینلی آمیخته برای فریت نیکل-روی، تأیید شد. بررسی منحنی های پسماند نمونه ها نشان داد که مغناطش بیشینه با افزایش میزان جانشانی روی تا حد بهینه ی 3/0 x= افزایش و با افزایش بیشتر میزان آلایش، مغناطش به علت تضعیف برهم کنش ابر تبادلی در جایگاه 8 وجهی، کاهش می یابد. وادارندگی نمونه ها نیز به علت ثابت ناهمسانگردی کمتر فریت روی در مقابل فریت نیکل با افزایش آلایش کاهش می یابد. در نمونه های بازپخت شده در دماهای مختلف 350 تا c° 1200،کاهش پهنای قله های الگوهای xrd با افزایش دمای بازپخت، نشان دهنده ی افزایش اندازه بلورک ها است. افزایش مغناطش اشباع با افزایش دمای بازپخت می تواند در اثر سه عامل باشد: ا- کاهش نقص ها و ناکاملی های شبکه و در نتیجه جابه جایی راحت تر دیواره ها در نانوذرات بزرگتر 2- مورفولوژی هسته-پوسته که در آن، با افزایش دمای بازپخت نسبت هسته (یک قسمت مرکزی با نظم مغناطیسی) به پوسته (یک لایه ی سطحی بی نظم) افزایش یافته و اثرات سطحی حذف می شوند و مغناطش افزایش می یابد. 3- با افزایش دمای بازپخت، افت و خیزهای گرمایی کمک به مهاجرت یون های اضافی آهن از جایگاه 4 وجهی به جایگاه 8 وجهی کرده و در نتیجه منجر به افزایش گشتاور مغناطیسی این جایگاه و در نهایت افزایش مغناطش کل (nb) می شود. البته علت سوم با برازش الگوهای xrd با نرم افزار maud تأیید شد. الگوهای xrd دو نمونه با و بدون pva عدم تغییر ساختار اسپینلی را با افزودن pva و منحنی های پسماند این دو نمونه افزایش مغناطش نمونه با pva را به علت رشد بلوری نانوذرات بعد از پوشش دهی، نشان دادند. برازش منحنی های پذیرفتاری حقیقی با مدل توان دینامیکی بحرانی نشان داد که وجود برهم کنش های بین ذره ای منجر به ایجاد رفتار شبه شیشه ابراسپینی بین نانوذرات می شود.