توزيع كاتيوني، شاخصه‌هاي ساختاري و گشتاور مغناطيسي در ساختار كريستالي اسپينل فريت ليتيم- روي توليد شده به روش احتراقي گليسين- نيترات

Cation Distribution, Structural Parameters and Magnetic Moment in the Spinel Structure of Li-Zn Ferrite Prepared by Glycine-Nitrate Process

در اين پژوهش، پودر فريت نانو ساختار Li-Zn با تركيب شيميايي Li0.5ZnxFe2.5-xO4 ( به ازاي مقادير گوناگون x از 0 تا 5/0 ) با استفاده از فرايند احتراقي گليسين- نيترات توليد شد. در اين فرايند، از گليسين به عنوان سوخت و از نيترات به عنوان اكسنده استفاده شد. پارامتر موقعيت شبكه‌اي اكسيژن، پارامتر شبكه و اندازه بلورك پودرهاي توليدي به كمك روش آناليز تحليل طيفي ريتولد از الگوهاي پراش پرتو ايكس بدست آمد. فاصلههاي بين يوني و زاويه پيوندها با استفاده از پارامتر شبكه و پارامتر موقعيت شبكه‌اي اكسيژن محاسبه شد. گشتاور مغناطيسي برآيند نيز به ازاي واحد فرمول در ساختار كريستالي اسپينل به كمك نتايج مغناطش سنج نمونه مرتعش (VSM) محاسبه شد. نتايج ساختاري بيانگر توليد موفقيت آميز فريت‌هاي نانوساختار ليتيم-روي با اندازه بلورك‌هايي در محدوده 29 تا 59 نانومتر است. مغناطش اشباع و گشتاور مغناطيسي تا غلظت روي معادل با 2/0 روند صعودي را طي كرده و در مقادير بيش تر روي، روند كاهشي را نشان مي‌دهد. اين رفتار در ويژگي‌هاي مغناطيسي ياد شده، تبعيت ساختار مغناطيسي فريت‌هاي توليدي را تا غلظت روي 2/0 از "مدل نيل" و در مقادير بيش تر از 2/0 از "مدل يافت-كيتل" نشان مي‌دهد.

In this study, nanocrystalline Lithium-Zinc ferrites with the chemical composition of Li0.5ZnxFe2.5-xO4 (where x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5) was synthesized by glycine nitrate process using glycine as a fuel and nitrate as an oxidizer. Oxygen positional parameter, lattice parameter and crystallite size were estimated by Rietveld analysis of the X-ray diffraction data. Interionic distances and bound angles in the spinel structure of the as-synthesized ferrite powders were calculated using lattice parameter and oxygen positional parameter. Magnetic moment per formula unit was calculated using vibrating sample magnetometer (VSM) measurements. Phase analysis results show nanostructured Li-Zn ferrites with crystallite size in the range 29-59 nm have been formed successfully in the all samples. Saturation magnetization and magnetic moment increases with the increase in zinc concentration up to x=0.2 and after that it decreases with the increase in zinc content. The variation of magnetic moment with Zinc content x can be explained on the basis of Neel’s theory for x=0.0 to 0.2 and Yafet-Kittel model for x > 0.2.