مطالعه اثر دمای بازپخت بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت Ni0.3Fe0.7Fe2O4

اشراقی, مهین

doi:10.18869/acadpub.ijpr.17.3.387

مطالعه اثر دمای بازپخت بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت Ni0.3Fe0.7Fe2O4

نویسنده

مهین اشراقی

دانشگاه پیام نور

https://doi.org/10.18869/acadpub.ijpr.17.3.387

چکیده

در این پژوهش نانوذرات فریت نیکل-‌ کادمیوم با فرمول Ni0/3Cd0/7Fe2O4 به روش سل- ژل خود احتراقی ساخته شد. به منظور بررسی اثر اندازه ذرات بر ویژگی‌های فیزیکی، پودرهای ساخته شده در دماهای 350، 400، 450 و 500 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ساعت بازپخت شده و ویژگی‌های ساختاری، مورفولوژیکی و مغناطیسی آنها با آنالیز پراش پرتوی ایکس، میکروسکوپالکترونی روبشی، مغناطش سنج نمونه ارتعاشی و پذیرفتاری مغناطیسی متناوب مورد مطالعه قرار گرفتند. آنالیز پراش پرتوی ایکس بر روی نمونه‌ها نشان داد که نمونه‌های ساخته شده ساختار اسپینلی دارند و اندازه بلورک‌ها با استفاده از معادله شرر بین 17- 35 نانومتر برآورد شد که با تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز هم‌خوانی داشت. نتایج اندازه‌گیری مغناطش نشان داد که با افزایش اندازه ذرات، مغناطش و میدان وادارندگی افزایش می‌یابد. با استفاده از اندازه‌گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب از نمونه‌ها و آنالیز آنها به کمک سه مدل نیل- براون، وگل- فالچر و توان دینامیکی بحرانی نشان داده شد که نمونه‌های بازپخت شده در دماهای 350 و 400 درجه سانتی‌گراد در دمای اتاق رفتار ابرپارامغناطیس و در دماهای پایین رفتار شیشه ابراسپینی دارند.

کلیدواژه‌ها

نانوذرات

فریت

ابرپارامغناطیس

ابرشیشه اسپین

عنوان مقاله English

Study the effect of annealing temperature on structural and magnetic properties of Ni0.3Cd0.7Fe2O4 ferrite nanoparticles

نویسنده English

mahin eshraghi

چکیده English

In this investigation nickel-cadmium ferrite nanoparticle with stoichiometric composition of Ni0.3Cd0.7Fe2O4 was synthesized by Sol-gel auto- combustion method. In order to study the effect of particle size on physical properties of samples, the powder samples was annealed at temperatures 350, 400, 450 and 500 ○ C for 3h. Structural, morphological and magnetic properties of samples were analyzed using X- ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FESEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and ac susceptibility. XRD data revealed spinel mono-phase formation and crystallite size was estimated in the range of 17- 35 nm, using sherrer’s equation which also confirmed by FESEM. The VSM results indicate that magnetization increases by increasing particle size. Using the results of ac susceptibility measurements and analysis by the Neel- Brown, Vogel-Fulcher and critical slowing down methods, indicates that the samples annealed at temperatures of 350 and 400 ○ C are super-paramagnet at room temperature and have super-spin glass behavior at low temperatures.

کلیدواژه‌ها English

nanoparticle

Ferrite

Super-paramagnetic

Super-spin glass

[1] A. Raut, R. Barkule, D. Shengule, K. Jadhav, Synthesis, Structural investigation and magnetic properties of Zn substituted cobalt ferrite ...; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 358, (2014) 87-92.
[2] D. S. Mathew, and R.-S. Juang, An overview of the structure and magnetism of spinel ferrite nanoparticles and their synthesis in microemulsions”; Chemical Engineering Journal, 129, (2007)51-65.
[3] I. Soibam, S. Phanjoubam, and C. Prakash; “Magnetic and Mössbauer studies of Ni substituted Li–Zn ferrite”; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 321, (2009) 2779-2782.
[4] E. De Fazio, P. Bercoff, and S. Jacobo; “Electromagnetic properties of manganese–zinc ferrite with lithium substitution”; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 323, (2011) 2813-2817.
[5] M.E. F. Brollo, J.M.Orozco-Henao, R.López-Ruiz, D.Muraca, C.S.B.Dias, K.R.Pirota, M. Knobel, Magnetic hyperthermiainbrick-likeAg@Fe3O4 core–shell nanoparticles Journal of Magnetism and Magnetic Materials 397(2016)20–27.
[6] B. Peeples, V. Goornavar, C. Peeples, D. Spence, V. Parker, C. Bell, D. Biswal, G. T. Ramesh, A. K. Pradhan, Structural, stability, magnetic, and toxicity studies of nanocrystalline iron oxide and cobalt ferrites for biomedical applications, Nanopart Res (2014) 16:2290
[7] M. Rahimi, P. Kameli, M. Ranjbar, H. Salamati, The effect of sintering temperature on evolution of structural and magnetic properties of nanostructured Ni0.3Zn0.7Fe2O4 ferrite, J Nanopart Res (2013) 15:1865.
[8] K. Maaz, W. Khalid, A. Mumtaz, S. Hasanain, J. Liu, and J. Duan; “Magnetic characterization of Co1-xNixFe2O4 (0x1) nanoparticles prepared by co-precipitation rout”; Physica E Low-dimensional Systems and Nanostructures 41, (2009) 593-599.
[9] M. Rahimi, M. Eshraghi, P. kameli; “ Structural and magnetic characterizations of Cd substituted nickel ferrite nanoparticles”; Ceramics International40(2014)15569–15575.
[10] Parvatheeswara B. Caltun O. Dumitru I. Spinu L; “Ferromagnetic resonance of ball milled Ni-Zn ferrite nanoparticles”; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 304, (2006) 752-754.
[11] N. A. Abdullah, S. Hasan, and N. Osman, "Role of CA-EDTA on the Synthesizing Process of Cerate-Zirconate Ceramics Electrolyte," Journal of Chemistry, vol. 2013, 2012.
[12] M. Mouallem-Bahout, S. Bertrand, and O. Peña, "Synthesis and characterization of Zn1−xNixFe2O4 spinels prepared by a citrate precursor," Journal of Solid State Chemistry, vol. 178, pp. 1080-1086, 2005.
[13] J. R. Hook and H. E. Hall, Solid State Physics: John Wiley &amp; Sons, 1995.
[14] M. Rahimi, P. Kameli, M. Ranjbar, H. Hajihashemi, and H. Salamati, "The effect of zinc doping on the structural and magnetic properties of Ni1-xZnxFe2O4," Journal of Materials Science, pp. 1-8, 2012.
[15] J. Dormann, D. Fiorani, and E. Tronc, "On the models for interparticle interactions in nanoparticle assemblies: comparison with experimental results," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 202, pp. 251-267, 1999.
[16] D. E. Madsen, M. F. Hansen, and S. Mørup, "The correlation between superparamagnetic blocking temperatures and peak temperatures obtained from ac magnetization measurements," Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 20, p. 345209, 2008.
[17] A. A. Birajdar, S. E. Shirsath, R. H. Kadam, S. M. Patange, D. R. Mane, and A. R. Shitre, "Frequency and temperature..." Ceramics International, vol. 38, pp. 2963-2970, 2012.
[18] B. Aslibeiki, P. Kameli, H. Salamati, M. Eshraghi, and T. Tahmasebi, "Superspin glass state in MnFe2O4 nanoparticles," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 322, pp. 2929-2934, 2010.