چكيده فارسي :
يكي از شناخته شده ترين دسته ي فريت ها F e3O4است كه كاربرد هاي مختلفي مانند جذب امواج ماكروويو، گرما درماني، تصوير برداري رزونانس مغناطيسي و دارورساني هدفمند دارد. از اين رو بهبود خواص مغناطيسي اين نمونه اهميت زيادي دارد. در ميان يون هاي مختلف، يون غير مغناطيسي + Zn2شرايط مناسبي براي جايگزيني يون + F e2در فريت F e3O4دارد، زيرا اين يون فاقد گشتاور مغناطيسي است و آلايش دادن F e3O4با اين يون باعث تغييرات خواص مغناطيسي نمونه مي شود. توزيع كاتيوني و اندازه ي بلورك ها تاثير زيادي روي ويژگي هاي مغناطيسي F e3O4دارد و رقابت بين اين دو عامل تعيين كننده ي ويژگي هاي مغناطيسي نمونه است. در اين پژوهش نانوذرات F e3−xZnxO4با مقادير x = 0, 0٫1, 0٫2, 0٫3, 0٫4, 0٫5, 0٫75, 1به روش هيدروترمال ساخته شد و از ماده ي پلي اتيلن گلايكول 200استفاده شد. استفاده از پلي اتيلن گلايكول 200به عنوان سورفكتانت باعث از بين بردن ناخالصي هاي نمونه شد و باعث شد كه پيش ماده ها كاملا در محلول حل شوند و بتوانند به طور كامل در واكنش شركت كنند. به منظور مطالعه ي ساختار بلوري و شناسايي فاز نانوذرات ساخته شده براي هر نمونه طيف پراش پرتوي ايكس با استفاده از دستگاه پراش پرتو ايكس بررسي شد و مشخص شد كه اين نمونه ها داراي ساختار اسپينل مكعبي تك فاز هستند و متعلق به گروه فضايي F d − 3mهستند و هيچ گونه فاز ناخالصي و پيك اضافي كه نشان دهنده ي ناخالصي باشد، در اين نمونه ها در حد دقت دستگاه XRDاستفاده شده وجود نداشت. پارامتر شبكه و حجم ياخته ي واحد نمونه ها با افزايش ميزان آلايش افزايش يافته است. در اين پژوهش براي بررسي دقيق همه ي نمونه ها از لحاظ مورفولوژي، نوع شكل و نحوه ي توزيع ذرات مشخصه يابي FESEMانجام شد. در اين نمونه ها ذرات بسيار كوچك و ذارت بسيار بزرگ به طور همزمان مشاهده شد و مشخص شد كه توزيع اندازه ي ذرات يكنواخت نيست و داراي تغييرات نامنظم بود. در نمونه ها شكل دانه ها كروي، چند وجهي و استوانه اي بود. در اين پژوهش فقط مغناطش نمونه هاي F e3−xZnxO4براي مقادير 0 ≤ x ≤ 0٫5مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه تغييرات مغناطش اشباع با افزايش ميزان آلايش روند منظمي ندارد. با بررسي نمودار مغناطش مشخص شد كه به دليل دارا بودن ميدان وادارندگي و مغناطش باقي مانده نمونه ها ابر پارامغناطيس نيستند. نمونه ي Fe3O4 داراي مغناطش 98emu /g بود كه قابل مقايسه با نمونه ي حجمي است. به نظر مي رسد علاوه بر آلايش +Zn2 استفاده از پلي اتيلن گلايكول در روش هيدروترمال باعث تغييرات زيادي در ويژگي مغناطيسي نمونه ها شده است.
چكيده انگليسي :
One of the well-known members of ferrites family is F e3O4 with a variety of potential applications in microwave absorption, hyperthermia based therapy, magnetic resonance imaging and drug delivery. Therefore, improving the magnetic properties of this sample is very important. Among all metal ions, the nonmagnetic Zn2+ ion could be a suitable candidate to replace the Fe2+ ion in Fe3O4 sample. It is because of that although the magnetic moment of Zn2+ ion is zero and doping the Fe3O4 with this ion changes the magnetic properties of the sample. The cationic distribution and the crystallite size have a great influence on the magnetic properties of the Fe3O4 and the competition between these two factors determines the magnetic properties of the sample. In this study, Fe3−xZnxO4 nanoparticles with values x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.75, 1 were synthesized by hydrothermal method and 200 polyethylene glycol was used. The use of 200 polyethylene glycol as a surfactant removed the impurities from the sample and allowed the raw materials to dissolve completely in the solution and be able to participate fully in the reaction. In order to study the crystal structure and phase detection of the nanoparticles, for each sample, the X-ray diffraction spectrum was examined using an X-ray diffraction device and it was found that these samples have a single-phase cubic spinel structure and belong to the fd -3m space group. The type of impurity phase and the extra peak that indicates the impurity were not present in these samples as much as the accuracy of the device used . lattice parameter and unit cell volume of samples has increased with increasing doping. In this study, to accurately examine all samples in terms of morphology, type of shape and distribution of particles, FESEM was characterized and In these samples, very small particles and very giant particles were observed simultaneously and it was found that the particle size was not uniform. In the samples, the grain shape was spherical, polygonal and cylindrical. In this study, only the magnetization of F e3−xZnxO4 samples for values of 0≤ x ≤ 0.5 It was examined and found that changes in saturation magnetization do not have a regular trend with increasing doping. Examination of the magnetization curve revealed that due to the coercivity field and the remaining magnetization, the samples are not superparamagnetic. The F e3O4 sample had a saturation magnetization of 98emu / g, which is comparable to a bulk sample. It seems that in addition to Zn2+ doping , the use of polyethylene glycol in the hydrothermal method has caused many changes in the magnetic properties of the samples.
