نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این پژوهش اثر مقدار افزودنی پلی وینیل پیرولیدن (PVP) بر ساختار، ریخت شناسی۱ و ویژگی‌های مغناطیسی فریت کبالت تهیه شده به‌روش هیدروترمال بررسی شد. بررسی فازی نمونه‌ها با پراش سنجی پرتو ایکس (XRD) در شرایط گوناگون فرایند تولید، نشان‌دهنده‌ی تشکیل فریت کبالت است. در دمای °C ۱۹۰ با کاهش مقدار PVP به ۱/۰ درصد حجمی افزون بر فریت کبالت، قله‌های اکسید کبالت نیز دیده شد. تهیه‌ی طیف-های فروسرخ افزودنی PVP، نمونه‌ی آماده سازی شده پیش از فرایند هیدروترمال و C-۰,۱PVP۳, ۱۹۰ با طیف سنجی FTIR و مقایسه‌ی آن‌ها بیانگر تشکیل پیوند بین زنجیره‌های افزودنی PVP و سطح ذرات هیدروکسید فلزی و فریت کبالت بود که این کار مانع از رشد و درشت شدن آن-ها به‌هنگام فرایند تولید می‌شود. برای دیدن ریخت شناسی نمونه‌ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. بر پایه‌ی یافته‌های به‌دست آمده از اندازه‌گیری ویژگی‌های مغناطیسی نانو ذرات با مغناطومتر نمونه‌ی ارتعاشی (VSM)، با افزایش مقدار افزودنی PVP از ۱ /۰ به ۳/۰ درصد حجمی، میدان پسماندزدای مغناطیسی از ۲۹۸ به ۶۸۴ اورستد افزایش و مغناطش اشباع از emu/g ۵۸ به emu/g ۵۱ کاهش یافت.

---

در این پژوهش رفتار غیربلورینه شدن ترکیب و تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مغناطیسی شیشه‌سرامیک سیستم Na۲O-Fe۲O۳-CoO-B۲O۳-SiO۲ برای دست‌یابی به فریت کبالت از روش شیشه-سرامیک مورد بررسی قرار گرفت. شیشه اولیه توسط عبور مذاب از غلطک‌های فولادی در حال چرخش با سرعت ۲۴۰ دور بر دقیقه،به‌دست آمد. نتایج XRD شیشه حاصله دست‌یابی به یک ماده غیربلورینه را تایید کرد. در ادامه، تحلیل گرمایی در اتمسفر نیتروژن تا حداکثر دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد روی پولک‌های شیشه‌ای با دو دانه بندی ریز (کوچکتر از µm۵۳) و درشت (mm۶/۰-۵/۰) و با سرعت گرمادهی ۱۰ درجه بر دقیقه انجام شد و براساس نتایج به‌دست آمده، عملیات‌حرارتی پولک‌های شیشه‌ای در بستری از گرافیت و در دماهای ۵۲۱، ۵۷۰ و ۶۷۰ درجه سانتی‌گراد به‌مدت یک و دو ساعت صورت گرفت. هم‌چنین رفتار تبلور فریت کبالت از شیشه با افزودن ۱% مولی ZrO۲ به‌عنوان جوانه‌زا بررسی شد. نتایج XRD نمونه‌های عملیات‌حرارتی شده نشان داد که بخشی از فازهای تبلور یافته فریت کبالت است. با توجه به بررسی خواص مغناطیسی توسط مغناطومتر نمونه مرتعش (VSM) بهترین دما و زمان عملیات-حرارتی برای رسیدن به بالاترین حد اشباع مغناطیسی دمای ۶۷۰ درجه سانتی‌گراد و زمان دو ساعت انتخاب شد که میزان آهنربایش آن emu/g ۸/۱۱ به‌‌دست آمد. مطالعات ریزساختاری این نمونه با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. با توجه به نتایج، میانگین اندازه‌ای حدود ۲۰۰ نانومتر برای ذرات فریت کبالت ساخته شده تخمین زده شد.

---

در این پژوهش نانوبلورهای فریت کبالت از بازپخت ترکیب آلیاژی Co-Fe حاصل از آسیاب‌کاری در اتمسفر هوا به‌دست آمد. تاثیر دمای بازپخت بر تشکیل فاز فریت کبالت و ویژگی‌های ساختاری و مغناطیسی محصول مورد مطالعه قرار گرفت. فاز‌یابی نمونه بازپخت شده در دمای ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد نشان داد که حدود ۴۶درصد وزنی نمونه به فریت کبالت CoFe_۲O_۴ تبدیل شده است. این میزان در نمونه‌های بازپخت شده در دماهای ۸۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد به ترتیب به ۹۵ و ۹۰ درصد ‌می‌رسد. کاهش مغناطش اشباع نمونه با بازپخت به تبدیل فاز Co-Fe به فریت کبالت ارتباط داده شد. اثر اندازه دانه‌ها و کم شدن نسبت سطح به حجم منجر به یک افزایش در مغناطش اشباع نمونه ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد نسبت به نمونه ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد شده است. بیشترین وادارندگی در نمونه بازپخت شده در ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد مشاهده شد که کوچک بودن اندازه بلورک‌ها در این نمونه دلیل اصلی این افزایش نسبی است.

---

---

در این پژوهش پودر فریت کبالت (CoFe_۲O_۴) و نیز کامپوزیت فریت کبالت / اکسیدگرافن احیاشده (CoFe_۲O_۴/RGO) با پیش‌ماده‌های کلریدی به روش هم-رسوبی سنتز شد و ساختار فازی، ریخت، ویژگی‌های مغناطیسی و جذب امواج ماکروویو آن در نوار ایکس بررسی شد. آزمون پراش پرتو ایکس نشان‌دهنده‌ تشکیل تک فاز CoFe_۲O_۴ و همه قله‌های اصلی به فاز اسپینل مربوط می‌شود. طبق تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، مورفولوژی بیشتر ذرات در CoFe_۲O_۴ و کامپوزیت CoFe_۲O_۴/RGO تقریباً کروی است. نتایج آزمون مغناطش‌سنج نمونه ارتعاشی نشان می‏دهد که مغناطش اشباع CoFe_۲O_۴ و کامپوزیت‌های دارای ۵ و ۱۰ درصد اکسیدگرافن احیاشده برابر با emu/gو۷۱/۶،و۵۶ و ۳۷ است. در آخر نتایج حاصل از تحلیل‌گر شبکه‌برداری نشان داد که بیشینه تلفات در نوار ایکس فریت کبالت برابر با dBو۳/۵- بوده که با افزودن ۱۰ درصد اکسیدگرافن احیاشده به مقدار dBو۲۱/۵- رسید. همچنین میزان جذب موج تابیده شده نیز از ۴۱ درصد برای نمونه‌ فریتی به ۹۹/۵ درصد برای نمونه‌ با ۱۰ درصد اکسیدگرافن احیاشده رسید.