مطالعه تغييرات فازي، ساختاري و جذب امواج مايكروويو پودر مغناطيسي با تركيب (BaZn0.6Zr0.3X0.3Fe10.8O19 (X=Ti,Ce,Sn

Study on phase, structural changes and microwave absorption of magnetic powder with BaZn0.6Zr0.3X0.3Fe10.8O19 (X=Ti,Ce,Sn) composition

در اين پژوهش نمونه هاي هگزافريت باريم با تركيب (BaZn0.6Zr0.3X0.3Fe10.8O19 (X=Ti,Ce,Sn به روش فعال سازي مكانيكي سنتز و بوسيله بوسيله آناليزهاي پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM)، مغناطيس سنج نمونه مرتعش (VSM) و تجزيه و تحليل شبكه بردار (VNA) مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج آناليز پراش اشعه ايكس تاييد كننده حضور فاز غالب هگزافريت باريم به همراه مقدار ناچيزي فاز غيرمغناطيسي هماتيت در تركيب نمونه ها بود. پارامترهاي شبكه a و c با توجه به اختلاف شعاع هاي يوني يون هاي مهمان و ميزبان افزايش پيدا كرد كه بيشترين ميزان افزايش مربوط به نمونه حاوي يون سريوم بود. نتايج FE-SEM تاييد كننده ميانگين اندازه ذرات در حدود nm 450 و nm 250 به ترتيب براي نمونه دوپ نشده و دوپ شده بودند. طبق منحني هاي M-H مقادير مغناطش اشباع (Ms) و نيروي وادارندگي (Hc) در تمامي نمونه ها كاهش يافت و تغييرات قابل توجهي در خواص مغناطيسي هگزافريت باريم در اثر جانشيني يون هاي آهن مشاهده شد. طبق نتايج بيشترين ميزان مغناطش اشباع (emu/g 1/33) و كمترين نيروي پسماندزدا (Oe 18/14) مربوط به نمونه با تركيب BaZn0.6Zr0.3Ti0.3Fe10.8O19 و BaZn0.6Zr0.3Sn0.3Fe10.8O19 بود. نتايج جذب امواج مايكروويو در محدوده فركانسي GHz 12 - 8/4 نشان دهنده بيشترين ميزان جذب مربوط به نمونه با تركيب BaZn0.6Zr0.3Sn0.3Fe10.8O19 در فركانس GHz 11/1 به ميزان dB 16/3- بود.

In this research, barium hexaferrite samples with BaZn0.6Zr0.3X0.3Fe10.8O19 (X=Ti,Ce,Sn) composition were synthesized via mechanical activation method and were evaluated by X-ray diffraction (XRD), field emission electron microscopy (FE-SEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and Vector network analysis (VNA). X-ray diffraction results confirmed the present of barium hexaferrite as a dominant phase with small amount of hematite as a non-magnetic phase in the sample compound. Lattice parameters a and c was increased due to the difference between ionic radius of guest and host ions and the largest increases was related to the sample that containing cerium ion. The FE-SEM results confirmed the average particles size of about 450 nm and 250 nm for samples without and with dopant respectively. According to M-H curves the value of saturation magnetization (Ms) and coercive force (Hc) was reduced in all cases and significant changes were observed in magnetic properties of barium hexaferrite with the effect of substitution of Fe ions. According to the results maximum magnetic saturation (33.1 emu/g) and minimum coercivity force (8.14 Oe) were related to samples with composition of BaZn0.6Zr0.3Ti0.3Fe10.8O19 and BaZn0.6Zr0.3Sn0.3Fe10.8O19 respectively. According to the results of microwave absorption in the frequency range of 8-12.4 GHz the maximum absorption was related to the sample with the composition of BaZn0.6Zr0.3Sn0.3Fe10.8O19 at the frequency of 11.1 GHz was -16.3 dB.