ساختار، ریز ساختار، خواص مغناطیسی، الکترومغناطیسی و دی الکتریک فریت نانو ساختار منگنز- روی تولید شده به روش ساخت احتراقی گلیسین-نیترات

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 7، دوره 29، شماره 2 - شماره پیاپی 18، شهریور 1397، صفحه 167-182   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v0i29.49142

نویسندگان

زهره ملک نژاد¹؛ خلیل قیصری^{* 2}؛ عباس هنربخش رپوف¹

¹دانشگاه سمنان

²دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در این پژوهش، پودر فریت Mn0.5Zn0.5Fe2O4 به روش ساخت احتراقی گلیسین-نیترات، در نسبت‌های مختلفی از گلیسین به نیترات تهیه شد. ارزیابی‌های فازی به کمک روش پراش پرتو ایکس نشان داد که فاز فریت منگنز- روی با ساختار بلوری اسپینل به صورت موفقیت آمیزی در تمامی نمونه‌ها ایجاد شده است. خصوصیات مغناطیسی به کمک مغناطش‌سنج نمونۀ مرتعش تعیین شد. مغناطش اشباع در محدودۀ emu/g 3/63‌‌- 5/59 برای نمونه‌های تولید شده مشاهده گشت. ویژگی‌های دی‌الکتریک و الکترومغناطیس به کمک دستگاه LCR-meter ارزیابی شد. نمونۀ تولید شده در کمترین نسبت سوخت به نیترات دارای کمترین تلفات مغناطیسی و بیشترین نفوذ پذیری مغناطیسی است. طیف نگاری امپدانس تنها حضور یک نیم دایره را نشان داده که بیانگر اثر غالب مرزدانه در رفتار مواد مورد مطالعه است.

کلیدواژه‌ها

فریت منگنز– روی؛ روش احتراقی ‌گلیسین-نیترات؛ ثابت دی الکتریک؛ طیف‌نگاری امپدانس

مراجع

1. Cullity ‌B.D., Graham C.D., ''Introduction to Magnetic Material'', 2nd ed, New Jersey, John Wiley and Sons, (2009).
2. Zapata A., Herrera G., ''Effect of zinc Concentration on the microstructure and relaxation freauency of Mn- Zn ferrtes synthesized by solid state reaction'', Ceramics International, Vol. 39, pp. 7853–7860, (2013).
3. ‌3.Costa A.C.F.M., Silva V.J., Xin C.C., Vieira D.A., Cornejo D.R., Kiminami R.H.G.A., ''Effect of urea and glycine fuels on the combustion reaction synthesis of Mn–Zn ferrites: Evaluation of morphology and magnetic properties'', Alloys and Compounds, Vol. 495, pp. 503–505, (2010).
4. Mathew D.S., Juang R.S., “An overview of the structure and magnetism of spinel ferrite nanoparticles and their synthesis in microemulsions”, Chemical Engineering Journal, Vol. 129, pp. 51–65, (2007).
5. Hu P., Yang H., Pan D., Wang H., Tian J., Zang Sh., Wang X., Volinsky A.A., '' Heat treatment effects on microstructure and magnetic properties of Mn–Zn ferrite powders'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 322, pp. 173–177, (2010).
6. Ranjith Kumar‌ E., Jayaprakash R., ''The role of fuel concentration on particle size and dielectric properties of manganese substituted zinc ferrite nanoparticles'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 366, pp. 33-39, (2014).
7. Deng S., Li K., Peng C., Chen D., “Effect of milling on the properties of high permeability Mn-Zn ferrite powders”, Procedia Engineering, Vol. 27, pp. 644–651, (2011).
8. Limin D., Zhidong H., Yaoming Z., Ze W., Xianyou Z., ''Preparation and Sinterability of Mn-Zn Ferrite Powders by Sol-Gel Method'', Rare Earths, Vol. 24, pp. 54-56, (2006).
9. Arulmurugan R., Vaidyanathan G., Sendhilnathan S., Jeyadevan B., ''Mn–Zn ferrite nanoparticles for ferrofluid preparation:Study on thermal–magnetic properties'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 298, pp. 83–94, (2006).
10. Praveena K., Sadhana K., Murthy S.R., ''Elastic behaviour of microwave hydrothermally synthesized nanocrystalline Mn1-xZnx ferrites'', Materials Research Bulletin, Vol. 47, pp. 1096–1103, (2012).
11. Syue M., Wei F., Chou C., Fu C., ''Magnetic, dielectric, and complex impedance properties of nanocrystalline Mn–Zn ferrites prepared by novel combustion method'', Thin Solid Films, Vol. 519, pp. 8303–8306, (2011).
12. Manikandan A., Vijaya J.J., Kennedy L.J., Bououdia M., ''Structural, optical and magnetic properties of Zn1-xCuxFe2O4 nanoparticles prepared by microwave combustion method'', Molecular Structure, Vol. 1035, pp. 332–340, (2013).
13. Tonioli J.C., Lima M.D., Takimi A.S., Bergman C.P., “Synthesis of aluminia powders by the glycine-nitrate combustion process”, Materials Research Bulletin, Vol. 40, pp. 561-571, (2005).
14. Hajarpour S., Gheisari Kh., Honarbakhsh Raouf A., ''Characterization of nanocrystalline Mg0.6Zn0.4Fe2O4 soft ferrites synthesized by glycine-nitrate combustion process'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 329, pp. 165–169, (2013).
15. Hwang C., Tsai J., Huang T., Peng C., Chen S., ''Combustion synthesis of Ni–Zn ferrite powder—influence of oxygen balance value'', Solid State Chemistry, Vol. 178, pp. 382–389, (2005).
16. Tahmasebi K., Paydar M.H., ''The effect of starch addition on solution combustion synthesis of Al2O3–ZrO2 nanocomposite powder using urea as fuel'', Materials Chemistry and Physics, Vol. 109, pp. 156–163, (2008).
17. Stern K.H., "High Temperature Properties and Decomposition of Inorganic Salts, Part 3. Nitrates and Nitrites", Physics and Chemistry, Vol. 1(3), pp. 747-772, (1972).
18. Hajarpour S., Honarbakhsh Raouf Kh., Gheisari A., ''Structural Evolution and Magnetic Properties of Nanocrystalline Magnesium- Zinc Soft Ferrites Synthesized by Glycine-Nitrate Combustion Process'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 363, pp. 21-25, (2014).
19. Zeng Q., Baker I., McCreary V., Yan Z., ''Soft ferromagnetism in nanostructured mechanical alloying FeCo-based powders'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 318, pp. 28–38, (2007).
20. Borhan N., Gheisari K., ''Structural and Magnetic Properties of Nanocrystalline Lithium–Zinc Ferrite Synthesized by Microwave-Induced Glycine–Nitrate Process'', Superconductivity and Novel Magnetism, Vol. 27, pp. 1483-1490, (2014).
21. Goldman A., ''Modern Ferrite Technology'', 2nd ed., Springer publication, New York, (2006).
22. Thakur A., Mathur P., Singh M., ''Study of dielectric behaviour of Mn–Zn nano ferrites'', Physics and Chemistry of Solids, Vol. 68, pp. 378–381, (2007).
23. Singh N., Agarwal A., Sanghi S., ''Dielectric relaxation, conductivity behavior and magnetic properties of Mg substituted Ni–Li ferrites'', Alloys and Compounds, Vol. 509, pp. 7543–7548, (2011).
24. Hussain T., Siddiqi S.A., Atiq S., Awan M.S., '' Induced modify‌cations in the properties of Sr doped BiFeO3 multiferroics'', Materials International, Vol. 23, pp. 487-492, (2013).
25. Ghatak S., Sinha M., Meikap A.K., Pradhan S.K., ''Alternate current conductivity and dielectric properties of nonstoichiometric nanocrystalline Mg–Zn ferrite below room temperature'', Physica E, Vol. 42, pp. 1397–1405, (2010).
26. Patankar K.K., Kanade S.A., Padalkar D.S., Chougule B.K., ''Complex impedance analyses and magnetoelectric effect in ferrite–ferroelectric composite ceramics'', Physics Letters A, Vol. 361, pp. 472–477, (2007).
27. Verma K., Kumar A., Varshney D., ''Dielectric relaxation behavior of AxCo1−xFe2O4 (A = Zn, Mg) mixed ferrites'', Alloys and Compounds, Vol. 526, pp. 91– 97, (2012).
28. Hankare P.P., Sankpal U.B., Patil R.P., Jadhav A.V., Garadkar K.M., Chougule B.K., ''Magnetic and dielectric studies of nanocrystalline zinc substituted Cu–Mn ferrites'', Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 323, pp. 389–393, (2011).