بررسی پارامترهای موثر بر روی تک فاز شدن گارنت ساماریوم آهن به روش سل ژل احتراقی

نانوذرات با ساختار گارنتی یکی از ترکیبات اکسیدی است که به دلیل ویژگی های الکتریکی و مغناطیسی، تحقیقات گسترده و پایه ای را به خود اختصاص داده است. فرمول عمومی ساختار گارنتی به صورت M_3 Fe_5 O_12 است که M یون ایتریوم (yttrium) یا یکی از یون های کمیاب خاکی است و به طور عمومی یون های فلزی بکار برده شده سه ظرفیتی هستند [1]. در ساخت سوییچ های مایکروویو و سایر دستگاه های اپتیکی استفاده از گارنت های مغناطیسی با نیروی وادارندگی (coercive force) کم، مغناطش اشباع زیاد و اندازه دانه بزرگ مطلوب و مورد نیاز است ]2[. گارنت ساماریوم آهن یکی از مواد مغناطیسی نرم است که دارای کاربرد های در فرکانس های مایکروویو مانند ایزولاتورها (isolators)، انتشار دهنده ها (circulators) و موجبر (Wave guide) می باشد ]3[. از آنجایی که این گارنت دارای نیروی وادارندگی کم و اندازه ذرات مناسب نسبت به سایر گارنت های نادر خاکی آهن (Rare earth iron garnet) است، گزینه مناسبی برای این قطعات می باشد. در این پژوهش ابتدا نانوپودر گارنت ساماریوم آهن به روش سل ژل احتراقی در pH های مختلف و نسبت های متفاوت سوخت به مواد اولیه فلزی (F/O) با استفاده از نیترات های ساماریوم و آهن، اسید سیتریک و آمونیاک سنتز شد. سپس در دماهای °C 750، °C850 و °C950 تحت عملیات حرارتی (Annealing) قرار گرفت. تشکیل فاز گارنت توسط پراش سنج پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. نتایج XRD نشان می دهد که نمونه ای که تحت دمای 950 ، pH=10 و F/O=3:1 دارای فاز کامل گارنت ساماریوم آهن بوده و سایر نمونه علاوه بر این فاز دارای فاز های ناخالص پروسکایتی و اسپینلی ساماریوم می باشند.

کلیدواژه ها:

گارنت ساماریوم آهن ، سل ژل احتراقی ، XRD ، عملیات حرارتی