بررسي تاثير pH فرايند سل - ژل بر مشخصه هاي فيزيكي، مغناطيسي و جذب امواج ماكروويو نانوذرات هگزافريت باريم

Investigation of the Effect of pH in the Sol - Gel Process on Physical, Magnetic and Microwave Absorption Characteristics of Barium Hexaferrite Nanostructure

در اين پژوهش نانوذرات هگزافريت باريم با توزيع اندازه ذرات مختلف به روش سل- ژل احتراقي در pHهاي مختلف 7، 9 و 11 سنتز شد. رفتار فازي، ريخت شناسي و خواص مغناطيسي محصول نهايي به ترتيب با استفاده از روش هاي آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و مغناطيس سنج نمونه مرتعش (VSM) مورد بررسي قرار گرفت. همچنين پارامترهاي الكترومغناطيسي نمونه هاي سنتز شده با استفاده از دستگاه آناليز شبكه بردار (VNA) در محدوده راداري باند X و Ku ارزيابي شد. نتايج آناليز پراش اشعه ايكس حاكي از تشكيل تركيب تك فاز هگزافريت باريم با ميانگين اندازه بلوري در حدود 70nm در pH برابر مقدار 11 بود. طبق تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي عدم تاثير pH بر ريخت شناسي ذرات تاييد و كاهش اندازه ذرات با افزايش ميزان pH مشاهده شد. طبق نتايج مغناطيس سنج نمونه مرتعش تمامي پارامترهاي مغناطيسي با افزايش ميزان pH افزايش يافت به طوري كه بيشترين ميزان مغناطيس شدن اشباع و نيروي وادارندگي برابر با مقادير به ترتيب 55/61emu/g و 2805Oe براي نمونه سنتز شده در pH برابر 11 حاصل شد. همچنين در اين نمونه بيشترين اتلاف انعكاس مقادير 6/7db- و 9/8db-در فركانس هاي به ترتيب 11/6GHz و 14/6GHzدر باند X و ku بود.

In this study, barium hexaferrite nano particles were synthesized with different size distribution via sol - gel combustion method under different pH of 7, 9 and 11. Phase behavior, morphology and magnetic properties of final product were investiga ted respectively using X - ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and vibrating sample magnetometer (VSM). Also electromagnetic parameters of synthesized samples were evaluated using vector network analyzer (VNA) in the X and Ku b ands. The XRD results showed the formation of pure single phase of barium hexaferrite with average crystallite size of about 70 nm while pH value was 11. The SEM micrographs showed no significant influence of pH on the crystal morphology. However, at the h igher the pH value, the particle size was lowered. According to VSM results, all magnetic parameters increase with pH. The maximum value of saturation magnetization and coercivity force were obtained as 55.61emu/g and 2805 Oe respectively for the synthesiz ed sample at pH 11. Also, this sample had maximum reflection loss of about - 6.7 dB and - 9.8 dB at matching frequency of 11.6 GHz and 14.6 GHz in X and ku bands respectively