توزیع کاتیونی، شاخصه‌های ساختاری و گشتاور مغناطیسی در ساختار کریستالی اسپینل فریت لیتیم- روی تولید شده به روش احتراقی گلیسین- نیترات

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 9، دوره 4، شماره 15، خرداد و تیر 1393، صفحه 91-102   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

نرگس برهان^{* 1}؛ خلیل ا.. قیصری²؛ حسین محسنی³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد رشته شناسایی و انتخاب مواد، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی مواد

²استادیار مهندسی مواد، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی مواد

³دانشجوی کارشناسی ارشد رشته شناسایی و انتخاب مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مواد.

تاریخ دریافت: 16 بهمن 1392،  تاریخ پذیرش: 16 بهمن 1392 

چکیده

در این پژوهش، پودر فریت نانو ساختار Li-Zn با ترکیب شیمیایی Li_0.5Zn_xFe_2.5-xO₄ ( به ازای مقادیر گوناگون x از 0 تا 5/0 ) با استفاده از فرایند احتراقی گلیسین- نیترات تولید شد. در این فرایند، از گلیسین به عنوان سوخت و از نیترات به عنوان اکسنده استفاده شد. پارامتر موقعیت شبکه‌ای اکسیژن، پارامتر شبکه و اندازه بلورک پودرهای تولیدی به کمک روش آنالیز تحلیل طیفی ریتولد از الگوهای پراش پرتو ایکس بدست آمد. فاصلههای بین یونی و زاویه پیوندها با استفاده از پارامتر شبکه و پارامتر موقعیت شبکه‌ای اکسیژن محاسبه شد. گشتاور مغناطیسی برآیند نیز به ازای واحد فرمول در ساختار کریستالی اسپینل به کمک نتایج مغناطش سنج نمونه مرتعش(VSM) محاسبه شد. نتایج ساختاری بیانگر تولید موفقیت آمیز فریت‌های نانوساختار لیتیم-روی با اندازه بلورک‌هایی در محدوده 29 تا 59 نانومتر است. مغناطش اشباع و گشتاور مغناطیسی تا غلظت روی معادل با 2/0 روند صعودی را طی کرده و در مقادیر بیش­تر روی، روند کاهشی را نشان می‌دهد. این رفتار در ویژگی‌های مغناطیسی یاد شده، تبعیت ساختار مغناطیسی فریت‌های تولیدی را تا غلظت روی 2/0 از "مدل نیل" و در مقادیر بیش­تر از 2/0 از "مدل یافت-کیتل" نشان می‌دهد.



 

کلیدواژه‌ها

فریت لیتیم- روی؛ فرایند گلیسین- نیترات؛ توزیع کاتیونی؛ روش تحلیل طیفی ریتولد

عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

N. B¹؛ KH. GH²؛ H. M³

چکیده [English]

In this study, nanocrystalline Lithium-Zinc ferrites with the chemical composition of Li_0.5Zn_xFe_2.5-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.

کلیدواژه‌ها [English]

Lithium-Zinc Ferrite, Glycine-Nitrate Process, Cation Distribution, Rietveld