مطالعه ساختار و رفتار مغناطیسی نانوپودر BaFe12O19 دوپ شده با کاتیون های Mg2+-Zn2+-Ti4+ سنتز شده به روش فعال سازی مکانیکی

در این پژوهش سنتز نانوذرات هگزا فریت باریم نوع M دوپ شده با کاتیون های Mg2+، Zn2+ و Ti4+ در فرآیند فعال سازی مکانیکی انجام شد. سه نسبت Fe/Ba به ترتیب 10، 11 و 12 با عملیات حرارتی در دمای °C 900 مورد بررسی قرار داده شد. در نسبت های Fe/Ba، 10 و 12 فاز آهن به عنوان فاز میانی مشاهده شد در ادامه در نسبت 11 به عنوان نسبت بهینه برای سنتز ترکیب هگزا فریت باریم تک فاز شناخته شد. ترکیب هگزا فریت باریم سنتز و دوپ شده با مقادیر مختلف 5/0، 7/0 و 9/0 مورد بررسی های فازی، مورفولوژیکی و مغناطیسی به ترتیب با استفاده از آنالیزهای XRD،SEM و VSM قرار گرفت. محاسبات و رسم نمودارهای ویلیامسون- هال نشان دهنده وجود کرنش در ساختار و افزایش میزان دوپنت باعث افزایش کرنش در شبکه این ترکیب شد. تصاویر SEM نشان دهنده نانوذرات هگزاگونال مجزا شده به واسطه مرزدانه ها بود. افزایش میزان دوپنت ها موجب رشد ترجیحی ذرات در جهات a و b کریستالوگرافی و ایجاد ساختارهای صفحه ای شد. افزایش میزان دوپنت ها و جانشینی کاتیون های Mg2+، Zn2+، Ti4+ و قرارگیری این عناصر در جایگاه های بلورنگاری Fe3+ در تمام نمونه ها کاهش مغناطش اشباع و نیروی وادارندگی را به همراه داشت. کمترین نیروی وادارندگی برای نمونه دوپ شده با 7/0=x برابرOe 50 بدست آمد. در نهایت تبدیل هگزا فریت باریم به عنوان یک ماده سخت مغناطیسی به یک ماده با رفتار نرم مغناطیس اتفاق افتاد.