بررسی اثر افزودنی(۱-x)Bi۲O۳.xFe۲O۳ بر مقاومت الکتریکی مستقیم فریت منیزیمدر دمای محیط

در این پژوهش فریت منیزیم به همراه افزودنی ترکیبات اکسید بیسموت و اکسید آهن طبق فرمول شیمیایی MgFe۲O۴.[(۱-x)Bi۲O۳.xFe۲O۳] و به ازای مقادیر ۰/۱۶ ،/۱۲ ،۰/۰۸ ،۰/۰۴ ،۰/۰۲ ،x=۰/۰۰ به روش واکنش در حالت جامد سنتز شد. نمونه ها ابتدا به شکل قرص هایی با قطر ۰/۷ سانتیمتر و ضخامت حدود ۰/۳ سانتیمتر تحت فشار پرس تک محوره ۳۵۰MPa پرس شدند و در اتمسفر هوا و در دمای۱۰۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۴ ساعت سینتر شدند و به صورت طبیعی تا دمای محیط خنک شدند. طبق نتایج آزمایش پراش پرتو ایکس، تمامی نمونه ها به صورت فاز اسپینل مکعبی متبلور شدند و فازهای ثانویه حاوی اکسید بیسموت هم مشاهده شد. مقاومت الکتریکی مستقیم فریت منیزیم (سینتر شده در دمای ۱۴۰۰C به مدت چهار ساعت) در دمای محیط، ۵۷۶/۶ KΩ.cm اندازه گیری شد. نمونه ی x=۰/۰۰ دارای بیشترین مقاومت الکتریکی مستقیم در دمای محیط با مقدار ۶۶/۱ ۰ .FP و نمونه ی x=۰/۰۸ از بین نمونه های حاوی افزودنی، دارای کمترین مقدار مقاومت الکتریکی مستقیم در دمای محیط با مقدار ۴/۶ ۰ KΩ.cm بود. حین فرآیند سینتر، فاز مایع غنی از اکسید بیسموت بین دانه ها تشکیل میشود که به عنوان یک سد الکتریکی مانع از حرکت حاملهای بار از یک دانه به دانه مجاور میشود. بزرگی این سد الکتریکی به موقعیت تراز فرمی فاز مایع و فریت منیزیم بستگی دارد. هر قدر این اختلاف بیشتر باشد انرژی سد الکتریکی افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که افزودن اکسید آهن به فاز مایع منجر به کاهش اختلاف تراز فرمی فاز مایع و فریت منیزیم میشود.

کلیدواژه ها:

فریت منیزیم ، اکسید بیسموت ، اکسید آهن ، مقاومت الکتریکی مستقیم ، فاز مایع ، خواص الکتریکی