نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این پژوهش بررسی ریزساختاری و خواص مغناطیسی هگزافریت باریم دوپ شده با یون‌های کبالت، کروم و قلع با فرمول BaCo_xCr_xSn_xFe_12-3xO₁₉ (5/0،3/0x=) به روش حالت جامد صورت گرفت. بررسی‌های فازی و ساختاری به‌ترتیب با تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف‌سنجی مادون قرمز (FT-IR) تأیید کننده تشکیل ترکیب تک فاز هگزافریت باریم بدون حضور فاز ثانویه غیرمغناطیسی پس از 5 ساعت عملیات حرارتی در دمای °C 1000 بود. هم‌چنین طبق تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورفولوژی ذرات به‌صورت کاملاً هگزاگونال با میانگین اندازه ذرات 250-200 نانومتر بود. بر اساس متغیرهای مغناطیسی اندازه‌گیری شده توسط مغناطیس‌سنج نمونه مرتعش (VSM) هر دو نمونه دارای خاصیت مغناطیسی نرم بودند و بیشترین میزان مغناطش اشباع در نمونه با ترکیب BaCo_0.3Cr_0.3Sn_0.3Fe_11.1O₁₉ حاصل شد. مقادیر مغناطش اشباع (M_s) و نیروی وادارندگی (H_c) برای این ترکیب به ترتیب برابر emu/g 21/42 و Oe 656 اندازه‌گیری شد.

در این پژوهش، تأثیر نسبت مولی آهن/باریم بر ترکیب فازی، دمای سنتز، ریزساختار و خواص مغناطیسی هگزافریت باریم تهیه شده به‌روش فعال‌سازی مکانیکی بررسی شد. به‌منظور سنتز این ترکیب از نسبت‌های مولی آهن/باریم 12 و 6 استفاده شد. تأثیر نسبت مولی آهن/باریم، زمان آسیاکاری و دمای عملیات حرارتی در تعیین شرایط بهینه برای تولید این ترکیب مورد بررسی قرار گرفت. به‌منظور بررسی‌های فازی، مورفولوژی و خواص مغناطیسی محصول نهایی به‌ترتیب از آزمون پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مغناطیس‌سنجی نمونه مرتعش (VSM) استفاده شد. طبق نتایج نسبت مولی آهن/باریم برابر با 6، زمان 10 ساعت آسیا‌کاری و دمای 800 درجه ‌سانتی‌گراد به‌عنوان شرایط بهینه برای تولید این ترکیب به‌صورت تک فاز به‌دست آمد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی نشان‌دهنده ذراتی با مورفولوژی هگزاگونال و تقریباً کروی به‌ترتیب برای نمونه‌های تهیه شده با نسبت‌های مولی آهن/باریم 12 و 6 بود. همچنین طبق بررسی‌های مغناطیسی بیشترین مقدار مغناطش اشباع (emu/g 48/56) و نیروی وادارندگی (Oe 2/5247) برای نمونه سنتز شده با نسبت مولی آهن/باریم 6 حاصل شد.