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.

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.