مطالعه نانوساختار و خواص مغناطيسي نانوكامپوزيت هاي هگزافريت باريم / استرنسيوم تهيه شده به روش مايكروويو

The Study of Nanostructure and Magnetic Properties of Nanocomposites Barium/Strontium Hexaferrite Synthesized by Microwave Method

نمونه‌هاي حاوي نانوذرات هگزافريت باريم و استرانسيوم با استفاده از دو نمك كلريد باريم و نيترات استرانسيوم به روش هم رسوبي در مايكروويو با استفاده از آب، اتيلن گليكول و تركيب اين دو به عنوان حلال در حضور 3 عامل فعال سطحي مختلف سنتز شدند. تحليلهاي XRD و SEM به منظور ارزيابي خصوصيات ساختاري و ريخت‌شناسي نمونه‌ها انجام شد. قطر ميانگين كمتر از 100 نانومتر براي ذرات هگزافريت باريم و استرانسيوم نشان داد كه در كليه نمونه‌ها ساختار نانو شكل گرفته است. به كمك طيف FT-IR هر كدام از نمونه‌ها، خلوص نانوذرات در هر نمونه اثبات شد. همچنين نتايج SEM نشان دادند كه با تغيير نوع حلال و عامل فعال سطحي، خصوصيات نانوساختاري نمونه‌ها تغيير مي‌كند و در نتيجه امكان كنترل نانوساختار و اندازه دانه‌ها براي كاربردهاي مختلف با تغيير شرايط اوليه آزمايش وجود دارد. در مرحله بعد با استفاده همزمان از كلريد باريم و نيترات استرانسيوم و به روش همرسوبي و در مايكروويو نانوكامپوزيت‌هاي هگزافريت باريم و استرانسيوم با درصدهاي تركيبي مختلف سنتز شدند. تحليل XRD نشان داد كه نانوكامپوزيت تهيه شده به طور خالص شامل نانوذرات هگزافريت باريم و استرانسيوم مي‌باشد. براي بررسي خواص مغناطيسي نمونه‌هاي تهيه شده، تحليل VSM انجام گرفت و منحني‌هاي هيسترزيس به دست آمده براي هگزافريت باريم و استرانسيوم و نانوكامپوزيت تهيه شده نشان دادند كه تمامي نمونه‌ها داراي خاصيت فرومغناطيسي بوده اما نانوذرات هگزافريت استرانسيوم فرومغناطيس سخت، هگزافريت باريم فرومغناطيس نرم و نانوكامپوزيت هگزافريت باريم/ استرانسيوم حالت بينابيني آن‌ها مي‌باشد.

We synthesized various types of barium and strontium hexaferrite nanoparticles using barium chloride and strontium nitrate salts by co-precipitation method in microwave. The solvent was either water, ethylene glycol or mixture of them with three different natural surfactants. XRD and SEM analysis were performed to evaluate the morphological characters of the products. The mean diameter of barium and strontium hexaferrite particles in all products was less than 100 nm, indicating successful formation of nanoparticles. The purity of nanoparticles was documented by FT-IR spectrometry. SEM analysis shows that the nanostructures of products would change with respect to type of solvents and surfactants. So it is possible to change the size and structure of nanoparticles for various purposes with manipulation of primary parameters. In the second phase various proportions of barium chloride and strontium nitrate were used for production of nanoproducts. All the products had pure nanoparticles of barium and strontium hexaferrite which again was confirmed by XRD analysis. VSM analysis was performed to study the ferromagnetic characteristics of the products. Hysteresis curves disclosed that all the products have ferromagnetic properties. Strontium hexaferrite nanoparticles are hard ferromagnetics and barium hexaferrite nanoparticles are soft ferromagnetics and nanocomposite barium/strontium hexaferrite nanoparticles have the intermediate ferromagnetic properties.