توصيفگر ها :
كورسيويتي , فريت , مغناطش اشباع , مغناطش باقيمانده
چكيده فارسي :
در اين پژوهش به بررسي اثر پارامتر دما در جهت بهنيهسازي پارامترهاي مغناطيسي نانوذرات فريت نيكل، جانشين شده با كاتيونهاي Co2+، CoxNi1-xFe2O4 با مقادير 0، 2/0، 4/0، 6/0، 8/0 و 1.0 x= سنتزشده با روش همرسوبي پرداخته شده است. نانوفريتهاي مغناطيسي بهواسطهي خواص فيزيكي و شيميايي منحصر به فردشان بسيار مورد توجه محققين قرار گرفتهاند. در اين بين، فريتهاي نرم نيكل-كبالت با ساختار شيميايي Ni-CoFe2O4 بهدليل مغناطش اشباع بالايي كه دارند، در حدود 5/18، در حوزههاي مختلف از جمله حسگرهاي مغناطيسي، ابزارهاي ذخيره مغناطيسي، تصويرسازي تشديد مغناطيسي، جذب كنندههاي امواج، دارورساني هدفمند، القاگرها و...مورد استفاده قرار گرفتهاند. مقادير مناسبي از مواد اوليه شامل نيتراتهاي آهن، كبالت و نيكل با نسبتهاي مناسب استوكيومتري مناسب در آب مقطر حل شدند. محلول حاصل بصورت پيوسته بر روي يك همزن مغناطيسي تحت دماي بالا قرار گرفت تا رسوب تشكيل شود. اين رسوب در يك آون خشك شد و براي دستيابي به ساختاري اسپينلي و تكفاز، در دو دماي 600 و 1000 درجه سانتيگراد تكليس شد مطالعات ريزساختاري بر روي نمونههاي سنتزشده به كمك روش تفرق اشعه ايكس (XRD) نشان داد كه در تمامي نمونهها، ساختار اسپينل فازها تشكيل شده است. كوچكترين اندازه ذره محاسبهشده 1/13 نانومتر مربوط به دماي 600 درجه سانتيگراد اندازهگيري شد. با افزايش دماي تكليس، اندازه ذرات افزايش يافت. مورفولوژي و اندازه ذرات با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي و اندازهگيري شدند. تصاوير حاصل نشان دادند كه ميانگين اندازه ذرات با افزايش كبالت نظم مشخصي ندارند. اندازه ذرات در دماي 600 درجه سانتيگراد در محدوده 19-13 نانومتر و در دماي 1000 درجه سانتيگراد بين 36-28 نانومتر به دست آمد. طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) به منظور تاييد قرارگيري كاتيونها در مكانهاي اكتاهدرال و تتراهدرال و تشكيل فريت انجام شد. ارزيابي خواص مغناطيسي با دستگاه مغناطشسنج نمونه مرتعش (VSM) صورت گرفت. نتيجهي اين اندازهگيريها نشان داد كه با افزايش مقدار كبالت، كورسيويتي روند نسبتا افزايشي در دو دما داشته است. همچنين افزايش مقادير مغناطش باقيمانده و مغناطش اشباع در دو دماي 600 و 1000 درجه سانتيگراد با افزايش مقدار كبالت ناشي از جايگزيني يون نيكل با يون كبالت بوده است كه تعداد الكترونهاي جفتنشده در مكانهاي اكتاهدارال را ارتقا داده است. با افزودن مقادير مختلف كبالت، اين نتيجه گرفته شده است كه فريت نيكل با غلظت 0.8 مولي كبالت در دماي 600 درجه سانتيگراد و فريت نيكل با غلظت 1 مولي در دماي 1000 درجه سانتيگراد داراي مقدار بهينهاي از كبالت در جهت رسيدن به خواص مطلوبتر هستند.
چكيده انگليسي :
In this study, the effect of temperature parameter in order to optimize magnetic parameters of cobalt substituted nickel ferrite nanoparticles with composition, Ni1-xCoxFe2O4, where 0.0≤x≤1, synthesized using co-precipitation method has been investigated. Magnetic nanoferrites have attracted the attention of researchers due to their unique physical and chemical properties. In the meantime, soft nickel-cobalt ferrites with chemical structure of Ni-CoFe2O4 due to their high saturation magnetization, about 18.5 emu/g, in different such as magnetic sensors, magnetic storage tools, magnetic resonance imaging, wave absorbers, targeted drug delivery, inducers, etc. have been used. Suitable amounts of raw materials including iron, cobalt and nickel nitrates were dissolved in distilled water with appropriate stoichiometry ratios. The resulting solution was continuously heated under magnetic stirring in order to obtain precipitate. This precipitate dried in the oven and to achieve pure phase and spinel structure, calcinated in 600 and 1000℃. Microstructural studies on synthesized samples using X-ray diffraction (XRD) method showed that, in all samples the spinel structure of phases was formed. As annealing temperature increased, particle size increased. Morphology and particle size were measured using scanning electron microscopy (SEM). The obtained images showed that the average particle size with increasing cobalt did not have a clear order. The average sizes of nanoparticles in 600 ℃ and 1000 ℃ are estimated to be 13-19 nm and 28-36 nm, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed to confirm the placement of cations in octahedral and tetrahedral sites and ferrite formation. Magnetic properties were evaluated by vibrating sample magnetometer (VSM). The results of these measurements showed that with increasing cobalt amount, coercivity had a relatively increasing trend in two temperatures. Also, increasing the residual magnetization and saturation magnetization at two temperatures of 600 and 1000 °C by increasing the amount of cobalt was due to the replacement of nickel ion with cobalt ion, which increased the number of unpaired electrons in octahedral sites. By adding different amounts of cobalt, it has been concluded that nickel ferrite with concentration of 0.8 mol cobalt at 600 °C and nickel ferrite at 1 mol concentration at 1000 °C have an optimal amount of cobalt in order to achieve more desirable properties.