بررسي ساختار، ريزساختار، خواص مغناطيسي و الكتريكي فريت نانوساختار ليتيم توليد شده به روش سل-ژل

Structure, Microstructure, Magnetic and Electrical Properties of Nanostructured Li Ferrite Synthesized by Sol-Gel Process

در اين پژوهش، فريت ليتيم (Li0.5Fe2.5O4)به كمك روش سل- ژل تهيه و اثر عمليات حرارتي در دماي C° 1000بر روي ساختار و ويژگي هاي آن ارزيابي شد. برمبناي آزمون پراش پرتو ايكس(XRD)، ساختار كريستالي مكعبي با گروه فضايي P4332 براي فريت ليتيم قبل و پس از عمليات حرارتي شناسايي شد. با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميدان (FESEM) ريزساختار پودرهاي توليد بررسي شد. قبل از عمليات حراراتي، در كلوخه هاي صفحه اي شكل اوليه، ذراتي با اندازه متوسطي در حدود nm 75 مشاهده شد كه پس از عمليات حرارتي، رشدي حدودي 10 برابر را نشان داد. بررسي رفتار مغناطيسي نشان داد كه قبل از عمليات حرارتي، مغناطش اشباعي معادل با emu/g 53/54 به دست آمد كه پس از عمليات حرارتي، تغيير چنداني از خود نشان نداد. نفوذپذيري مغناطيسي به عنوان مهم ترين شاخصه مغناطيسي در تمامي بسامدهاي اندازه گيري شده بهبود قابل توجهي را نسبت به نمونه قبل از عمليات حرارتي نشان داد. چنين بهبودي در شاخصه ثابت دي الكتريك نيز در تمامي بسامدهاي اندازه گيري شده مشاهده شد. با توجه به بررسي نحوه تغييرات نفوذپذيري مغناطيسي و ثابت دي الكتريك با دما، دماي كوري مغناطيسي و دي الكتريك فريت ليتيم توليد شده پس از عمليات حرارتي به ترتيب در محدوده K˚900-830 و K˚610-590 اندازه گيري شد.

In this study، Lithium ferrite has been produced by sol-gel method and influence of heat treatment at 1000˚C on its structure and properties has been investigated. Based on X-ray diffraction (XRD) data، it was identified that Li ferrite with cubic crystal structure and P4332 space group is formed successfully before and after heat treatment process. The microstructure of produced powder has been investigated by field emission scanning electron microscope (FESEM). The secondary particles with an average particle size of about 75 nm are observed into initial plate-like clusters. These particles grow to about 10 times larger after heat treatment. Magnetic properties measured by vibrating sample magnetometer (VSM) indicates that the value obtained for saturation magnetization is 53.54 emu/g. After heat treatment، saturation magnetization didn’t change. Magnetic permeability as the most important electromagnetic properties measured in all frequencies showed a significant improvement owing to heat treatment. This improvement is also observed in dielectric constant. Evaluation of magnetic permeability and dielectric constant variation with temperature shows that magnetic and dielectric Curie temperatures are in the range of 830-900˚K and 590-610˚K، respectively.