نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این پژوهش اثر جانشانی مقادیر مختلفی از کاتیون‌های منیزیم، کبالت و تیتانیم بر خواص ساختاری، مغناطیسی و ریزموجی نانو ذرات فریت استرانسیم با ترکیب شیمیایی SrFe_۱۲-x(MgCo)_۰,۵xTi_xO_۱۹ (۵/۲،۲ ،۵/۱ ،۱ ،۵/۰ ، ۰=x) تولید شده به‌روش هم‌رسوبی مورد مطالعه قرار گرفت. برای ارزیابی‌های ساختاری، مغناطیسی و ریزموجی نمونه‌ها، از آزمون‌های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، تحلیل گرمایی، مغناطومتر ارتعاشی، طیف سنجی موزبائر و تحلیلگر شبکه برداری استفاده شد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نشان داد که در تمامی نمونه‌ها فاز فریت استرانسیم با خلوص بالا تشکیل شده است. اما با افزایش میزان کاتیون‌های آلاینده، فاز Fe_۲O_۳ ظاهر می‌شود. هم‌چنین با افزایش میزان x، قله‌های الگوی پراش به زوایای پایین‌تر منتقل می‌شوند. مطابق با نتایج تحلیل گرمایی نیز مشخص شد که با افزایش میزان کاتیون‌های آلاینده (۲-۰=x)، دمای تشکیل فاز فریت استرانسیم از ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. نتایج آزمون مغناطومتر ارتعاشی نشان داد که با افزایش میزان کاتیون‌های جانشینی، مغناطش اشباع فریت استرانسیم از حدود emu/g ۴۰ به emu/g ۱۹ کاهش می‌یابد. براساس نتایج طیف­سنجی موزبائر، کاتیون‌های جانشینی، مکان‌های k۱۲ در ساختار مگنتوپلومبیت را اشغال کرده‌اند. بیشترین پهنای باند جذب در گستره فرکانسی باند X، در نمونه جانشانی شده با ۲=x و برابر با ۴ گیگاهرتز (در زیر dB۱۰-) به‌دست آمد. این نمونه می‌تواند به‌عنوان یک ماده جاذب ریزموج مناسب در گستره باند X، عمل نماید.

نانوپودرهای فریت منگنز-منیزیم Mg_xMn_۱-xFe_۲O_۴ که x دارای مقادیر۰ تا ۱ با گام­های ۲/۰ است به روش هم­رسوبی تهیه و سپس تحت فشار هیدرولیکی به قرص‌ تبدیل شدند و سرانجام در دماهای ۹۰۰، ۱۰۵۰ و ۱۲۵۰ درجه ‌سانتی‌گراد تف‌جوش شدند. میکروسکوپ تونلی روبشی اندازه ذرات پودرهای حاصل را در حدود ۱۷ نانومتر نشان داد. الگوهای پراش پرتو ایکس تشکیل ساختار اسپینل مکعبی تک‌فاز را برای نمونه­های تف‌جوش شده در دمای ۱۲۵۰ درجه ‌سانتی‌گراد تأیید نمودند. در این نمونه­ها با جانشانی یونMg^۲+ به­جای Mn^۲+، ثابت شبکه از مقدار ۴۹/۸ به ۳۵/۸ آنگستروم و مغناطش اشباع از مقدار ۷/۷۴ به emu/g ۲/۲۱ کاهش یافت. هم‌چنین نیروی وادارندگی از مقدار ۵ به Oe ۲۳ و دمای کوری از مقدار ۲۶۹ به ۳۹۲ درجه ‌سانتی‌گراد افزایش یافت. نمونه­های با x برابر با ۲/۰ ، ۴/۰ ، ۶/۰، تف‌جوش شده در دمای ۱۲۵۰ درجه ‌سانتی‌گراد به‌دلیل ویژگی­های مغناطیسی مناسب، برای کاربردهای هایپرترمیا و جابجاگرهای فازی پیشنهاد می­شوند.