نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

آلیاژهای آهن-کبالت دارای خواص مغناطیسی منحصر به فردی هستند. در بین این آلیاژها، آلیاژ Fe65-Co35 دارای بالاترین مقدار مغناطش اشباع است. از طرفی اضافه کردن سیلیسیم به آهن می تواند سبب کاهش در ناهمسان‌گردی مغناطیسی شود. در این پژوهش به منظور استفاده هم‌زمان از مزایای کبالت و سیلیسیم در کنار آهن، اثر افزودن 10 و 20 درصد اتمی سیلیسیم بر خواص ریزساختاری و مغناطیسی، آلیاژ Fe65-Co35 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای اولیه با ترکیب مشخص در یک آسیاب سیاره ای در زمان های مختلف تحت عملیات آسیاب‌کاری قرار گرفتند .خواص ریزساختاری پودرهای حاصل توسط تحلیل پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی و خواص مغناطیسی توسط آزمایش مغناطیس سنج ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در زمان های بالای آسیاب‌کاری، کریستالیت ها ریزتر و همگن تر شده و کرنش شبکه به میزان جزئی کاهش می یابد. هم‌چنین در اثر حضور سیلیسیم، اندازه ذرات نهایی کوچکتر شده، پارامتر شبکه و نیروی پسماندزدا با نرخ بیشتری کاهش می یابند. به این ترتیب که کاهش پارامتر شبکه پس از 40 ساعت آسیاب‌کاری برای سه ترکیب Fe65Co35، (Fe65Co35)95Si10 و (Fe50Co50)90Si20 به ترتیب 12/0درصد، 16/0 درصد و 19/0 درصد می‌باشد.

---

در این پژوهش رفتار غیربلورینه شدن ترکیب و تاثیر عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مغناطیسی شیشه‌سرامیک سیستم Na2O-Fe2O3-CoO-B2O3-SiO2 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 240 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 1200 درجه سانتی‌گراد روی پولک‌های شیشه‌ای با دو دانه بندی ریز (کوچکتر از µm53) و درشت (mm6/0-5/0) و با سرعت گرمادهی 10 درجه بر دقیقه انجام شد و براساس نتایج به‌دست آمده، عملیات‌حرارتی پولک‌های شیشه‌ای در بستری از گرافیت و در دماهای 521، 570 و 670 درجه سانتی‌گراد به‌مدت یک و دو ساعت صورت گرفت. هم‌چنین رفتار تبلور فریت کبالت از شیشه با افزودن 1% مولی ZrO2 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 670 درجه سانتی‌گراد و زمان دو ساعت انتخاب شد که میزان آهنربایش آن emu/g 8/11 به‌‌دست آمد. مطالعات ریزساختاری این نمونه با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. با توجه به نتایج، میانگین اندازه‌ای حدود 200 نانومتر برای ذرات فریت کبالت ساخته شده تخمین زده شد.