تاثير دماي بازپخت بر خواص ساختاري، مغناطيسي و ديالكتريكي نانوذرات PbFe11/8Ni0/2O19

The Effect of Annealing Temperature on the Structural, Magnetic and Dielectric Properties of PbFe11.8Ni0.2O19 Nanoparticles

در اين پژوهش، هگزافريت سرب آلائيده با نيكل ( PbFe12-xNixO19) تحت شرايط 0/20 = x به روش سل- ژل تهيه شد و سپس تأثير دماي بازپخت بر خواص ساختاري، مغناطيسي و دي‌الكتريكي آن گزارش شده است. رفتار و سازوكار گرمايي ژل پيش ماده توسط آزمون توزين حرارتي و حرارتي تفاضلي ارزيابي گرديد. ويژگي‌هاي ساختاري، مغناطيسي و دي‌الكتريكي نمونه‌ها به‌وسيله طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه، پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، مغناطوسنج نمونه ارتعاشي و خود القاء، ظرفيت و مقاومت الكتريكي (LCR) متر بررسي شدند. نتايج الگوي‌ پراش پرتو ايكس نشان مي‌دهند كه با افزايش دماي بازپخت تا 800 درجه سانتي‌گراد درصد فاز PbFe11/8Ni0/2O19 در نمونه‌ها افزايش مي‌يابد. همچنين با افزايش دما، به‌دليل حذف فاز ثانويه و تشكيل هگزافريت سرب خالص و تك‌فاز، مغناطش افزايش مي‌يابد. با افزايش فركانس رسانندگي الكتريكي جريان الكتريكي متناوب (ac) نمونه‌ها ابتدا كاهش و سپس افزايش مي‌يابد كه اين تغييرات براساس مدل لايه‌اي ماكسول- ويگنر قابل توجيه است. اندازه‌گيري‌ها نشان مي‌دهد كه بهترين نمونه PbFe11/8Ni0/2O19 با دماي بازپخت 800 درجه سانتي‌گراد و زمان پخت 3 ساعت مي‌باشد.

In this paper, Ni-doped lead hexaferrites (PbFe12-xNixO19) nanoparticles with x = 0.2 were prepared by sol- gel method. Then, the effect of annealing temperature on its structural, magnetic and dielectric properties was studied. First, the dryed gel was evaluated by Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis (TG/DTA) and then, the structural morphology, magnetic and dielectric properties of samples have been characterized by Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and LCR meter. The results of x-ray diffraction patterns show that by increasing annealing temperature up to 800 °C, PbFe11.8Ni0.2O19 phase percentage in the samples increases. Also, by increasing annealing temperature, the magnetization increases because the unwanted phases disappear and pure and single-phase lead hexaferrite are formed. By increasing frequency, first the AC electrical conductivity of the samples decreases and then increases. These variations have been explained by Maxwell- Wanger model. The result measurements show that the best sample is PbFe11.8Ni0.2O19 with annealing temperature of 800 °C for 3 h