اثر روش توليد بر ساختار، خواص مغناطيسي و الكتريكي فريت نانوساختار ليتيم

The Effect of Synthesis Method on the Structural, Magnetic and Electrical Properties of Nanostructured Li Ferrite

در اين پژوهش، فريت نانوساختار ليتيم با تركيب Li0.5Fe2.5O4 به سه روش سل-ژل، سنتز خود احتراقي و هيدروترمال توليد گرديد و اثر روش توليد بر ساختار و خواص مورد بررسي قرار گرفت. برمبناي نتايج آزمون پراش پرتو ايكسXRD، ساختار كريستالي مكعبي با گروه فضايي P4332 براي فريت ليتيم به روش سل-ژل و ساختار مكعبي با گروه فضايي Fd3m براي فريت ليتيم به روش هاي سنتز خود احتراقي و روش هيدروترمال به دست آمد. مشاهده شد كه در فريت ليتيم توليد شده به روش هيدروترمال، برخلاف دو روش قبلي، برخي ناخالصي ها حضور دارد. با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميدان FESEM، ريزساختار پودرهاي توليدي بررسي شد. كلوخه هاي صفحه اي و اسفنجي شكل به ترتيب در فريت توليد شده به روش سل-ژل و سنتز خود احتراقي مشاهده شد. بررسي رفتار مغناطيسي نشان داد كه فريت ليتيم توليدي به روش سنتز خود احتراقي بيشترين مقدار مغناطش اشباع emu/g 57 و كمترين اندازۀ بلورك nm 26 را دارا است. نتايج همچنين نشان داد كه شاخصۀ ثابت دي الكتريك و هدايت الكتريكي جريان متناوب در پودر توليد شده به روش سنتز احتراقي در تمامي بسامدهاي اندازه‌گيري شده به طور قابل توجهي مقدار بالاتري را نسبت به پودرهاي توليدي به روش سل-ژل دارد.

In this study, nanocrystalline Li0.5Fe2.5O4 ferrite powders have been prepared by sol-gel, selfcombustion and hydrothermal synthesis methods. The influence of synthesis method on the structure and the properties has been investigated in details. Based on the X-ray diffraction (XRD) data, the cubic crystal structure with P4332 space group is obtained for Li ferrite produced by sol-gel method, while P4332 space group is observed for the powders prepared by self-combustion and hydrothermal methods. In addition, a significant amount of impurity is detected for the hydrothermally synthesized powders which is contrary to that observed by two other methods. The microstructure of the produced powder has been investigated by a field emission scanning electron microscope (FESEM). A plate-like and spongy morphology with numerous porosity is observed in the Li ferrite powder clusters produced by sol-gel and auto-combustion synthesis methods, respectively. According to the magnetic measurements, the highest saturation magnetization (57 emu/g) and the lowest crystallite size (26 nm) is detected for the self-combustion powders. The results also show that dielectric constant and AC electrical conductivity of the selfcombustion Li ferrite is moderately higher that those recorded for the the sol-gel Li ferrite in the all measured frequencies.