Nghiên cứu, chế tạo vật liệu Ferit cấu trúc lục giác LaxSr1-xFe12O19 có kích thước nano

Nghiờn cu, ch to vt liu Ferit cu trỳc lc giỏc LaxSr1-xFe12O19 cú kớch thc nano Lờ Thnh Cụng Trng i hc Cụng ngh Lun Thc s ngnh: Vt liu v Linh kin Nanụ Ngi hng dn: PGS.TS ng Lờ Minh Nm bo v: 2008 Abstract: Trỡnh by quỏ trỡnh nghiờn cu, kho sỏt ch to vt liu ferit lc giỏc SrM cú kớch thc nanụ Kho sỏt s nh hng ca thnh phn hp thc ca cht La+3 v cụng ngh ch to ferit n cu trỳc v tớnh cht t ca h mu Nghiờn cu v cu trỳc t vi ca bt ferrite SrM cu trỳc nanụ, mi quan h gia tớnh cht t - cu trỳc t vi - thnh phn Sr/Fe-ch nung v cụng ngh solgel citrate T ú ỏnh giỏ kt qu thu c v a hng ng dng ca h mu cỏc lnh vc ch to vt liu hp th súng in t cao, siờu cao tn v vt liu ch to nam chõm nng lng t cao Keywords: Khoa hc vt liu; Vt liu Ferit; Vt liu Nanụ Content CHNG TNG QUAN 1.1 CU TRC TINH TH V CễNG THC HểA HC 1.1.1 Cụng thc húa hc ca hp cht Cu trỳc tinh th ca ferit SrFe12O19 ging cu trỳc khoỏng cht t nhiờn l magnetoplumbite, khoỏng cht ny cng l mt h oxit st t, mc dự tớnh ng dng ca chỳng khụng cao [14, 26] H ferit magnetoplumbile ch cú loi chớnh, ú l BaFe12O19, SrFe12O19, PbFe12O19 kớ hiu tng ng l BaM, SrM, PbM, ú SrM v BaM l c s dng rt nhiu Hỡnh 1.1 biu din gin trng thỏi h ba cu t BaO-MeO-Fe2O3 lp nờn h ferit cu trỳc lc giỏc vi cỏc cụng thc hp phn ca cỏc cht c tho lun lun Ba gúc ca gin c ly tng ng l ba oxit BaO, MeO, v Fe2O3; cỏc cnh ca gin chia u theo t l phn mol ca ba ụxit Ký hiu Me ch cỏc ion húa tr nhúm cỏc kim loi chuyn tip 3d, hoc cỏc ion kim loi Zn, Mg hay t hp ion kim loi Li+1 v Fe+3 Trờn on thng ni nh Fe2O3 vi nh BaO gin hỡnh 1.1, tn ti im cho cụng thc húa hc tng ng l BaFe2O4, mt hn hp oxit cú tớnh cht phi t Hp cht cu trỳc Spinel, Me2Fe4O8 , ng vi trung im ca on thng (Fe2O3, MeO) im M ca gin tng ng cú cụng thc húa hc l BaFe12O19 = BaO.6Fe2O3 [1, 2], õy l mt oxit phc cu trỳc lc giỏc 1.1.2 Cu trỳc lc giỏc xp cht Hỡnh 1.2 biu din trt t ca cu trỳc lc giỏc xp cht, cỏc ion A, ion B, ion C kớ hiu hỡnh u l ion ụxi, chỳng c kớ hiu khỏc l phõn bit cỏch sp xp cỏc trt t khỏc Cỏc ion B nm cựng mt phng ngang, chỳng sp xp thnh mt mng li (gi l lp ion B) cú cỏc mt li l mt tam giỏc u, m ion B sp xp vo mi nh ca tam giỏc u ú Trờn lp ion B, hỡnh thnh mt lp ion A nh biu din trờn hỡnh 1.2 Cỏc ion A sp xp cht ch thnh mt mt phng ngang nm song song vi mt phng cha lp ion B Vi mt cu trỳc lc giỏc xp cht, tn ti phớa di lp cỏc ion B mt lp ion A khỏc, cú tõm ca cỏc ion A nm dc phớa di tõm ca ion A ca lp trờn lp ion B Tip tc phỏt trin theo chiu dc (chiu vuụng gúc vi cỏc mt phng) theo trt t nh vy, chỳng ta thu c mt cu trỳc lc giỏc xp cht, din tin theo th t ABAB cho n vụ cựng Trt t cu trỳc lp phng xp cht cng c xõy dng tng t nh vy (xem hỡnh 1.2b) Din tin ca cỏc lp theo chiu dc bõy gi s l ABCABC õy, cỏc ion A v B cú v trớ tng t v trớ ca nú hỡnh (a), cũn cỏc ion C nm xp cht mt phng phớa di mt phng hỡnh v (lp B) mt khong bng khong cỏch gia lp ion A v lp ion B trờn nú Hỡnh 1.2 Biu din trt t ca cu trỳc lc Hỡnh 1.3 Phi cnh khụng gian chiu giỏc xp cht (a) v cu trỳc lp phng xp ca cu trỳc Spinel, vi trc thng ng cht (b) vi cỏc ion tng ng c chn l trc [111] Bng 1.1 Bỏn kớnh ca s ion Ion Bỏn kớnh (nm) II O 0.132 II Ca 0.106 SrII 0.127 II Ba 0.143 PbII 0.132 1.1.3 Cu trỳc Magnetoplumbite kiu M Theo Adelskửld [28], hp cht M, vi cụng thc húa hc BaFe12O19, cú cu trỳc tinh th ging cu trỳc tinh th khoỏng magnetoplumbite, vi thnh phn hp thc l PbFe7.5Mn3.5 Al0.5Ti0.5O19 Hỡnh 1.3 biu din mt phng i xng ca cu trỳc M Mi ụ c s lc giỏc ca tinh th cha 10 lp ion oxi, vi di ca trc d hng c khong 23.2, cũn di ca trc a l 5.88 Trong mt ụ c s ca mi lp luụn cha ion ln, vi bn lp liờn tip thỡ ion ln u l ion oxi, nhng n lp th thỡ ion ln li l ion oxi cũn li l ion Ba Trong mi ụ mng c s, cỏc lp ca cu trỳc chc c lc phng v lp phng, hỡnh thnh an xen vo nhau, lp ny chng nờn lp Mt phng c s cha ion Bari l mt phng gng ca riờng R, ú cỏc k tip, liờn tc ca R (ú l S v S *) phi i xng vi qua mt phng gng ny, v ch khi, cũn li c quay 180o xung quanh trc c ú chớnh l lý gii thớch vỡ ụ c s ca cu trỳc M cha 10 lp ụxi ch khụng phi ch cú lp oxi Cu trỳc tinh th M c mụ t theo cụng thc RSR*S*, v mi ụ c s ca cu trỳc cha s ion tng ng vi cụng thc 2(BaFe12O19), nh l, S cu trỳc gm phõn t MeFe2O4 to thnh [23] Hỡnh 1.4 Thit din ngang theo trc dc c ca cu trỳc magnetoplumbite M Cỏc mi tờn ch hng ca cỏc spin Cỏc ng k dc l cỏc trc i xng bc ba Cỏc du chộo (x) l v trớ tõm i xng Tt c cỏc lp cha ion Bari u l cỏc mt i xng gng, v c kớ hiu l m Cu trỳc ny bao gm cỏc S (Spinel) ging nhau, chỳng nm an xen vo cỏc R (cỏc cha ion Bari) Cỏc ion Fe+3 cú th xut hin loi v trớ trng khỏc ca cu trỳc M Nm dc theo cỏc v trớ t din v bỏt din cũn xut hin mt loi v trớ t din mi, loi v trớ ny khụng cú cỏc cu trỳc Spinel v nú c bao bc xung quanh bi ion ụxy v cú dng lng chúp tam giỏc, chỳng ta gi cỏc v trớ ny l v trớ lng chop tam giỏc (hay lng chúp kộp) Cỏc v trớ lng chúp tam giỏc xut hin lp cha ion Bari, c ỏnh giỏ tng ng nh cỏc v trớ t din Trong cu trỳc lc giỏc, hai v trớ t din c xp lin k vi v gia chỳng cú ion kim loi chung cho c hai v trớ Ion kim loi ny chim vo v trớ trung chuyn gia hai v trớ, m v trớ ú nm chớnh gia ion ụxi Gi s cỏc thụng s l lý tng, thỡ khụng gian trng gia ion oxy l nh iu ny cú ngha l, cỏc ion kim loi mun chim ch vo gia ion oxi thỡ bt buc khụng gian gia ion oxi phi c gión rng ra, ging nh trng hp in k vo v trớ t din mng Spinel Tng t, R, hai ion Fe+3 chim ch vo hai v trớ bỏt din k Tuy nhiờn, trng hp ny cú hai ion oxy chung, vỡ vy s khụng cú im bt thng xung quanh chỳng, ngha l vic cỏc ion Fe+3 chim ch cỏc v trớ bỏt din khụng gõy hin tng gión, n cu trỳc Hỡnh 1.5 Gin phi cnh khụng gian ba chiu Hỡnh 1.6 Mụ hỡnh i xng ca tng tỏc ca R cu trỳc M v T cu siờu trao i cu trỳc M v Y trỳc Y Trong cỏc T ca cu trỳc Y cú hai lp cha Bari lin k 1.2 TNH CHT T 1.2.1 Tng tỏc trao i cu trỳc M Do s tng ng v mt cu trỳc gia S ca cu trỳc lc giỏc v cu trỳc Spinel, cho nờn, s nh hng tng i ca cỏc moment t c hai l hon ton ging Vy l, mi S u cú ion nm v trớ bỏt din (ion bỏt din) v hai ion nm v trớ t din (ion t din) vi cỏc moment t ca mi loi ion nh hng phn song song vi nhau; hng tng i gia cỏc momen t ny c th hin bng cỏc mi tờn hỡnh 1.4 Hỡnh 1.6 biu din tớnh cht i xng ca hai R v T, thụng qua biu din ú nh hng tng i ca tng tỏc siờu trao i gia hai cng c xỏc nh rừ rng nh lng nh hng ca tng tỏc siờu trao i ca trt t t, chỳng ta ch cn tớnh toỏn giỏ tr chớnh xỏc ca cỏc thụng s ion, khụng gian gii hn bi R i vi R (chim 1/2 ụ c s ca cu trỳc M), hng cỏc moment t ca ion c th c chn song song vi trc c theo chiu hng lờn Gi thit ban u rng, cỏc tng tỏc siờu trao i gia cỏc ion t tớnh xut hin thụng qua cỏc ion oxi nm gia chỳng, v gi thit rng õy l mt tng tỏc trao i õm (do cú s in t d 5) Goter ó c lng c ln ca cỏc tng tỏc trao i t giỏ tr cỏc khong cỏch l= Me-O-Me v cỏc gúc tng tỏc = MeOMe [14] Bõy gi, xột cỏc thụng s tng tỏc siờu trao i trt t ca R v T, chỳng tụi ỏnh s cỏc ion st theo th t 1, 2, 3, 4, nh ó ch hỡnh 1.6 Cỏc kt qu ca Goter dn ta n mt gi thit rng cỏc moment t ca cỏc ion s v s 3, cỏc ion nm gn lp cha ion Stronium nht, l cú nh hng xung di Nguyờn nhõn cú gi thit tng tỏc 1oxi-2 ln l gúc tng thớch ln (xp x 140o); cỏc tng tỏc khỏc, nh tng tỏc 2-oxi-3 cú cỏc moment t sp xp theo chiu hng phn song song vi moment t ca ion 1, li cú giỏ tr nh hn bi vỡ gúc tng thớch l khụng thớch hp (xp x 80 o) Hn na, khong cỏch t ion n ba ion oxy xung quanh, mt phng c s, l tng i nh (1.3) v dn n giỏ tr tng tỏc 1-oxi-2 cao Tng tỏc trao i cp ca R vi S c hỡnh thnh t tng tỏc gia moment t ca ion bỏt din R vi moment t ca ion bỏt din S Tng tỏc gia cỏc ion bỏt din xut hin hu ht cu trỳc Spinel ( ln ca nú c xỏc nh bi i lng ), mc dự tng tỏc ny tng i nh gúc khụng phự hp (90o) õy l tng tỏc quan trng nht gia cỏc R v S Tng tỏc gia ion v ion khụng hon ton nh ó v gin , tng tỏc ny s nh bi vỡ khong cỏch gia ion v ion oxi phớa trờn l khong 2.3 Bng 1.2 S ion kim loi chim ch cỏc v trớ R, S v T Cỏc hng moment t ca chỳng c biu th theo hng cỏc mi tờn ION TRONG LNG LOI KHI ION T DIN ION BT DIN CHểP TAM GIC R S 3 T - 1.2 T bóo hũa ca hp cht cu trỳc M Theo Kojima, cu trỳc tinh th ca khoỏng magnetoplumbite ging nh hỡnh 1.7 ch Mụment t ca mi ion st (moment t lớ tng ca ion Fe+3 cú giỏ tr l B) nm dc theo trc c v chỳng to cp vi bng cỏc tng tỏc siờu trao i thụng qua ion oxi gia chỳng Ging nh cu trỳc Spinel, cỏc liờn kt Fe-O-Fe cú gúc tng tỏc gn bng 180o, ú chỳng to tng tỏc st t ln hn tng tỏc phn st t; cỏc liờn kt cú tng tỏc cp phn st t yu hn c nh hng song song vi Trờn mi ụ c s ca cu trỳc SrFe12O19 cú 24 ion Fe+3, s ú 16 ion cú moment t cựng hng cũn li moment t ca ion nh hng ngc li Nh vy, moment t tng mi cụng thc SrFe 12O19 cú th t c l 20 B, v mi ụ c s ca cu trỳc moment t ti a l 40 B, cho tng ng giỏ tr t bóo hũa 0K l oMS=6.6 kG Thc nghim o mu a tinh th SrFe12O19 ti nhit húa lng Hiro, di t trng 26000 (Oe), cho cỏc kt qu cú giỏ tr trựng khp giỏ tr tớnh lý thuyt trờn l (20B) [25] Hỡnh 1.7 Biu din phi cnh khụng gian ca trt t t mt ụ c s cú cu trỳc lc giỏc M T bóo hũa ca SrFe12O19 l mt hm ph thuc tuyn tớnh theo nhit S ph thuc nhit ca t bóo hũa l s ph theo di rng Ti T=20oC ngi ta tỡm c = 72 gauss cm3/g, tng ng vi 4MS=4775 gauss, n im Curie l 470oC 1.2.3 D hng t tinh th Theo J.Smit [13], nng lng d hng t l nng lng cn thit lm quay vecto t t phng t húa d v phng t húa khú Nng lng d hng t tinh th ph thuc vo gúc gia hng t trng t húa v cỏc trc tinh th, gúc i vi cu trỳc tinh th M, tng tỏc spin-qu o (tng tỏc siờu trao i) l tng tỏc ch yu, tng tỏc lng cc lng cc l khụng ỏng k, nờn biu thc ca EA cú dng rỳt gn: EA= Ko+ K1sin2 + K2sin4 (1.1) Trong ú Ko, K1, K2 l cỏc hng s d hng, chỳng ph thuc vo bn cht vt liu v nhit Khi vt th t t giỏ tr cõn bng bn, thỡ nng lng t ca nú l hng s v nú tha cỏc iu kin cc tiu húa Tc l tha cỏc iu kin: E A E A (1.2) Ti lõn cn vụ cựng nh ca , thỡ sin4() tin ti nhanh hn, ú ta coi s hng th ba ca biu thc 1.1 l hng s Hay biu thc 1.1 c vit li l: EA= K1 sin2 (1.3) Gi HA l trng hiu dng lm quay vecto t v phng d t húa sau nú b t trng ngoi lm lch phng d t húa mt gúc Theo nguyờn tc cc tiu húa nng lng, t 1.2 ta cú: HA E A I S 2K I (1.3) S Nh vy, vi cu trỳc tinh th n trc, ta cú H A=2K1/IS Giỏ tr K1 ca SrM o c ti nhit phũng l K1=3.3x106(erg/cm3) D hng hỡnh dng D hng t ph thuc vo hỡnh dng mu c gi l d hng hỡnh dng, nú nh hng mnh n lc khỏng t Giỏ tr ln ca Hd c tớnh theo cụng thc: Hd = NiISi/o (1.4) õy Ni l tha s kh t, nú ph thuc vo hỡnh dng v phng t húa ca mu; ch s i biu th s tng ng theo cỏc trc chớnh ca hỡnh dng mu Cỏc vt th t thng cú hỡnh dng phc v u c qui v cỏc hỡnh dng i xng, nh hỡnh elip trũn xoay, hỡnh tr trũn (hỡnh kim), hỡnh a dt, Nu mu cú hỡnh dng hỡnh kim Hd = IS/2o, vỡ ch cú tha s kh t N1=1, nm dc theo phng trc tinh th c 1.2.4 Cỏc thụng s t c trng cho vt liu ferit t cng Đ-ờng cong khử từ, tích số l-ợng cực đại Ng-ời ta th-ờng biểu thị mối quan hệ cảm ứng từ tr-ờng từ hoá: B = oH, độ từ thẩm t-ơng đối (1.5) Hay B = oH + I = (H + M) (1.6) đ-ờng cong gọi vòng từ trễ, xác định đầy đủ đại l-ợng đặc tr-ng vật liệu từ nh- độ thẩm từ thẩm ban đầu, cảm ứng từ bão hoà Bs, cảm ứng từ d- Br, lực kháng từ Hc Đối với vật liệu từ cứng ta quan tâm đến phần đ-ờng cong từ trễ nằm cung phần thứ hai, gọi đ-ờng cong khử từ, biểu thị thông số Br, Hc (BH)max, đặc tr-ng khả làm việc nam châm vĩnh cửu Hỡnh1.8 ng cong t tr ca vt liu t cng Hỡnh1.9 Gúc phn t th II ca ng cong t tr Đại l-ợng (BH) max đặc biệt có ý nghĩa việc sử dụng nam châm Giá trị (BH)max lớn l-ợng từ nam châm lớn, thể tích sản phẩm nhỏ Để có (BH)max lớn ngoi yêu cầu Hc Br lớn, cần phải nâng cao hệ số lồi đ-ờng cong khử từ: (BH)max , = 0,25 (1.7) Br H c Lc khỏng t Lc khỏng t hay cũn gi l cng trng kh t, l giỏ tr cng t trng cn thit lm trit tiờu cm ng t d ca mu ó c t húa n bóo hũa t Lc khỏng t, kớ hiu l HC, nú c trng cho kh nng chng li t trng bờn ngoi ca vt liu t cng: HC cú giỏ tr cng ln thỡ vt liu t cng cng tt 1.2.5 Cảm ứng từ dCảm ứng từ d- Br cảm ứng từ lại mẫu sau đ-ợc từ hoá đến bão hoà đ-a khỏi từ tr-ờng Đối với vật liệu từ cứng, cảm ứng từ d- đặc tr-ng trạng thái định h-ớng ổn định mômen từ tinh thể theo ph-ơng xác định, biểu thị lực hút nam châm vĩnh cửu Cảm ứng từ d- phụ thuộc vào: - Kết cấu số l-ợng ph-ơng từ hoá dễ tinh thể - Mật độ khối l-ợng d vật: Br = d.r - Từ độ Br không phụ thuộc vào kích th-ớc hạt, việc thiêu kết nhiệt độ cao cho vật thể ferit đậm đặc nâng cao đ-ợc Br Tuy nhiên nhiệt độ cao phát triển hạt làm H c giảm làm vật liệu chuyển qua pha phi từ tính khác khiến cho từ tính Cảm ứng từ d- phụ thuộc vào nhiệt độ Hệ số nhiệt độ Br có giá trị c 0,2%/K: B Br1 (1.9) Br r2 0,2% / K Br2 T2 T1 CHNG PHNG PHP THC NGHIM 2.1 Phng phỏp ch to Trong khuụn kh lun ny, chỳng tụi ó ch to ba h mu: - H ferit Sr thun SrO.nFe2O3 (bng 2.1), vi n = (5.2; 5.3; 5.5; 5.7; 5.8;), xột nh hng ca thnh phn hp thc n tớnh cht ca ferit - H mu ferit Sr pha La, Sr1-xLaxFe12O19 (bng 2.2), vi x = (0; 0.02; 0.04; 0.06; 0.08) xột nh hng ca thnh phn hp thc n tớnh cht ca ferit Bng 2.1 H mu SrOnFe2O3 Mu SrM1 SrM2 SrM3 SrM4 SrM5 n 5.2 5.3 5.5 5.7 6.0 Bng 2.1 H mu Sr1-xLaxFe12O19 Mu SFM1 SFM2 SFM3 SFM4 SFM5 x 0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 Hỡnh 2.1 S ch to bt ferit SrM theo phng phỏp solgel citrate 2.2 Phng phỏp nghiờn cu 2.2.1 Phõn tớch cu trỳc tinh th Cu trỳc tinh th ca h mu c kho sỏt bng phng phỏp nhiu x k tia X, s dng thit b X-ray diffractometer (Bruker-D8 Advance) thuc B mụn húa vụ c Khoa húa trng HKHTN-HQGHN, hỡnh 2.2 Hỡnh 2.2 Nhiu x k tia X- Bruker-D8 Advance 2.2.2 Phõn tớch cu trỳc t vi Cu trỳc t vi ca h mu c phõn tớch bng phng phỏp hin vi in t quột (SEM- Scanning Electron Microscope) v hin vi in t truyn qua (TEM- Transmission Electron Microscope), s dng thit b Ultra-High Resolution Field Emission-SEM S-4800 ca Vin Khoa hc Vt liu Vin Khoa hc Vit Nam v thit b TEM ca Vin V sinh Dch t Trung ng Hỡnh 2.4a Hin vi in t quột SEM (Ultra-High Hỡnh 2.4b S nguyờn lý hot ng ca mt Resolution FE-SEM S-4800) thit b SEM thụng thng 2.2.3 Phõn tớch nhit vi sai Phng phỏp phõn tớch nhit vi sai (Defferential Scanning Callormetry DSC) l k thut phõn tớch nhit dựng o nhit v dũng nhit truyn vt liu theo hm thi gian Phộp o ny cho bit nh tớnh v nh lng v cỏc quỏ trỡnh húa lý xy vt liu thụng qua quỏ trỡnh thu v ta nhit hay bin i nhit dung Phõn tớch nhit trng lng (Thermal Gravity Analysis TGA) o s bin i lng mu tng nhit Cỏc mu ch to c kho sỏt trờn thit b SDT2960 ti Trung tõm Khoa hc Vt liu 2.2.4 Phng phỏp o tớnh cht t Tớnh cht t ca mu c xỏc nh Hỡnh 2.5 Thit b phõn tớch nhit DSC bng phng phỏp VSM thụng qua thit b t (SDT-2960) k mu rung (Vibrating Sample Magnetometer - VMS), l mt thit b dựng xỏc nh t ca mu hot ng theo nguyờn lý cm ng in t Hỡnh 2.6 S nguyờn lý ca thit Hỡnh 2.7 Thit b t k mu b VSM rung VSM DMS 880 CHNG KT QU THC NGHIM 3.1 Kt qu phõn tớch nhit vi sai Kt qu phõn tớch nhit ca mu xerogel sau sy khụ ti 100oC vũng 24h c biu din trờn hỡnh 3.1 Chỳng tụi nhn xột rng, khong nhit t 50oC n 170oC, xem hỡnh 3.1, cú cỏc pick thu nhit, cỏc pick ny c trng cho quỏ trỡnh kh nc cũn d xerogel Thc t xerogel c sy khụ 24h ti 100 oC ó khin lng nc tng i (cũn li ca quỏ trỡnh sy) b ui xerogel, nhng gel sn phm l gel bt thun nghch, nờn sau sy khụ gel s tỏi kt hp vi hi nc mụi trng rt nhanh, v ú cũn quỏ trỡnh kh nc nh trờn ó cp Quỏ trỡnh kh nc hon tt gn 170oC , ln hn nhit bay hi phõn t H2O cú th l cỏc phõn t H2O ớnh vo lp in tớch b mt ca phc cht (s tỏch cỏc phõn t nc kt tinh), hoc tn ti mng khụng gian ca xerogel, liờn kt vi thnh hi nc bay xerogel, v kộo theo mt phn nhit lng ngoi Cỏc pick thu nhit khong 205oC n 350oC c bit cao v hp, chng t ti cỏc nhit 253oC v 307oC tng ng ti hai pick ó din quỏ trỡnh phõn hy cỏc hp cht hu c cu phi t ca phc cht, khớ bay ngoi l hn hp khớ CO2 v NxOy (sn phm chỏy ca thnh phn hu c).Kt qu phõn tớch TGA ca mu cho thy quỏ trỡnh bay hi nc mu xerogel thỡ trng lng ca mu gim 7.5%, quỏ trỡnh phõn hy cht hu c lm trng lng mu gim t 54.42%, sau cỏc quỏ trỡnh chuyn pha gia cỏc pha rn thỡ trng lng ca mu gim 18.08% 10 3.2 Cu trỳc tinh th v phõn b kớch thc mu bt nh hng ca thnh phn hp thc (t l Sr/Fe) n thnh phn pha Bng 3.1 biu din t l thnh phn cỏc pha tn ti cỏc mu nghiờn cu, s liu thu c bng c rỳt bng cỏch so sỏnh giỏ tr tng i cng nh nhiu x X-ray cc i ca cỏc pha thnh phn vi [13] Chỳng tụi nhn thy cú mt s qui lut chung nh hng ln n tớnh cht t ca hai h mu Qui lut th nht l ti ch nung 300oC/1h cỏc mu u cú Hỡnh 3.1 Gin DSC v TGA ca mu ferit xut hin pha -Fe2O3, tip theo SrOxFe12O19, ch to theo phng phỏp solgel citrate ú l theo s tng lờn ca nhit nung thỡ pha -Fe2O3 (pha cú tớnh cht st t) gim dn thay vo ú l s xut hin v ln lờn ca pha -Fe2O3 (pha thun t) Qui lut chung th hai l, s xut hin pha chớnh SrFe 12O19 ch bt u xung quanh nhit nung 700 oC, ti nhit ú, nú tn ti song hnh vi pha Fe2O3, cng ti nhit ny pha st t -Fe2O3 dn bin mt h mu SrM Qui lut th ba l ti cỏc ch nung 900oC/1h v 1100oC/1h thỡ mu luụn cú hai pha SrFe12O19 v Fe2O3 vi t l -Fe2O3 /SrFe12O19 nh hn 1/3 Mt s im c bit khỏc chỳng ta thu c t bng thng kờ 3.1, ú l vi t s n=Fe/Sr m nh vớ d nh mu n=5.2 v 5.5 thỡ ti ch nung 300oC/1h cỏc mu ny u xut hin pha Sr kim loi Bng 3.1 S ph thuc thnh phn pha vo ch nung ca hai h mu Mu/ Ch nung SrM1 SrM2 300oC/1h 60% -Fe2O3 25% -Fe2O3 15% Sr 40% -Fe2O3 60% -Fe2O3 SrM3 25% Sr 75% -Fe2O3 SrM4 100% -Fe2O3 500oC/1h 700oC/1h 1100oC/1h 33% -Fe2O3 77% -Fe2O3 40% -Fe2O3 60% SrFe12O19 18% -Fe2O3 82% SrFe12O19 14% -Fe2O3 86% SrFe12O19 100% -Fe2O3 100% -Fe2O3 24% -Fe2O3 76% SrFe12O19 18% -Fe2O3 82% SrFe12O19 40% -Fe2O3 20% -Fe2O3 20% SrFeO4 20% Sr 30% -Fe2O3 70% -Fe2O3 15% SrFe2O5 15% SrFe12O19 30%Sr 40% -Fe2O3 40% -Fe2O3 60% SrFe12O19 20% -Fe2O3 40% SrFe12O19 30% -Fe2O3 45% -Fe2O3 55% SrFe12O19 71% -Fe2O3 33% Sr4Fe6O13 77% SrFe12O19 45% Sr4Fe6O13 55% SrFe12O19 25% -Fe2O3 75% SrFe12O19 100%SrFe12O19 23% -Fe2O3 77% SrFe12O19 22% -Fe2O3 78% SrFe12O19 20% -Fe2O3 80% SrFe12O19 40% -Fe2O3 27% -Fe2O3 73% SrFe12O19 49% -Fe2O3 10% Sr 90% -Fe2O3 SrM5 900oC/1h SLM1 - - SLM2 100% -Fe2O3 100% -Fe2O3 SLM3 100% -Fe2O3 18% Fe3O4 11 82% -Fe2O3 29% SrFe12O19 60% SrFe12O19 51% SrFe12O19 20% -Fe2O3 23% -Fe2O3 18% -Fe2O3 SLM4 100% -Fe2O3 21% SrFe12O19 77% SrFe12O19 82% SrFe12O19 59% -Fe2O3 30% -Fe2O3 27% -Fe2O3 22% -Fe2O3 SLM5 100% -Fe2O3 100% -Fe2O3 33% SrFe12O19 73% SrFe12O19 78% SrFe12O19 37% -Fe2O3 Thc t, bng 3.1, cỏc pha -Fe2O3 ó hỡnh thnh t 300oC, v n nhit 700oC/1h thỡ mu ch tn ti hai pha -Fe2O3, SrFe12O19 () Khi nhit nung tng dn lờn t 700oC, 900oC, 1100oC/1h thỡ t s -Fe2O3/SrFe12O19 gim i, ú l cỏc ion Sr khuch tỏn vo ụ mng c s ca -Fe2O3 v sp xp li cu trỳc thnh SrFe12O19 Nhit cng cao thỡ s ion Sr khuch tỏn cng ln ú t s -Fe2O3/SrFe12O19 tng lờn theo nhit , kt lun ny ỳng vi a s cỏc mu kho sỏt khỏc ngoi tr mu SrM3 Ti ch nung 900 oC/1h, v 1100oC/1h mu SrM3 cú thnh phn pha khỏc vi tt c cỏc mu kho sỏt, ú l thay vỡ phi xut hin hai pha l -Fe2O3, SrFe12O19 nh cỏc mu khỏc thỡ mu SrM3 li xut hin hai pha Sr4Fe6O13 v SrFe12O19 200 SrO5.5Fe2O3 100 SrO5.7Fe2O3 Lin (Counts) 100 200 SrO5.3Fe2O3 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta-deg Hỡnh 3.2 Gin XRD ca mu SrM1 Hỡnh 3.3 Gin XRD so sỏnh gia cỏc mu (SrO5.2Fe2O3) , ti cỏc nhit nung khỏc nung ti 500oC/1h nhau: 300oC (5), 500oC (4), 700oC (3), 900oC (2), v 1100oC (1) () -Fe2O3, () -Fe2O3,( ) SrFe12O19 12 40 Sr0.92La0.08Fe12O19 SrO6.0Fe2O3 50 20 0 40 Sr0.94La0.06Fe12O19 SrO5.7Fe2O3 50 20 50 SrO5.3Fe2O3 ~ Lin (Counts) ~Lin (Counts) 160 Sr0.96La0.04Fe12O19 80 40 50 Sr0.98La0.02Fe12O19 SrO5.5Fe2O3 20 0 40 150 SrO5.2Fe2O3 100 Sr1.00La0.00Fe12O19 20 50 0 20 30 40 50 60 70 20 30 40 50 60 2-Theta-deg 2-Theta-deg Hỡnh 3.4 Gin XRD ca h vt liu Hỡnh 3.5 Gin XRD ca h vt liu Sr1o SrOnFe2O3, ti cựng nhit 900oC/1h xLaxFe12O19 , ti ch 900 C/1h Hỡnh 3.2 biu din gin nhiu x X-ray ca mt h mu SrM1, theo th t t di lờn l cỏc gin XRD ca h mu SrM1 ng vi cỏc ch nung vi nhit t thp n cao: 300oC/1h (5), 500oC/1h (4), 700oC/1h (3), 900oC/1h(2), 1100oC/1h (1) Hỡnh 3.2 th hin trc quan cỏc bin i thnh phn pha mu SrM1 theo ch nung, vỡ hai pha -Fe2O3 (), -Fe2O3 () cú cỏc nh nhiu x rt gn nhau, nờn hỡnh 3.2(5), 3.2(4) khụng phõn bit rừ cỏc pha Hỡnh 3.3 so sỏnh gin XRD ca cỏc mu SrM2, SrM3, SrM4 ch nung 500oC/1h Hỡnh 3.4 so sỏnh gin XRD ca cỏc mu thuc h mu vi cựng ch nung 900o/1h Ti ch nung ny cỏc mu cú thnh phn pha SrFe 12O19, c trng ca ferit Sr, v phõn b kớch thc ht trung bỡnh tt nht Hỡnh 3.5 so sỏnh gin XRD ca h vt liu Sr 1-xLaxFe12O19 ti cựng ch nung 900oC/1h Vỡ pha La pha vo mu khụng lm thay i cu trỳc vt liu, cho nờn h mu SLM cú gin pha ging vi gin pha ca h mu SrM 3.3 Cu trỳc t vi, kớch thc v hỡnh dng ht 13 70 Hỡnh 3.6 nh TEM chp cu trỳc t vi ca mu SrM1.4, thiờu kt ti 900oC /h Hỡnh 3.7a nh SEM chp cu trỳc t vi ca mu SrM1.4, thiờu kt ti 300oC /h Hỡnh 3.7b nh SEM chp cu trỳc t vi ca mu Sr1-xLaxFe12O19 , thiờu kt ti 900oC /1h Hỡnh 3.6, 3.7a, 3.7b, ln lt l cỏc nh SEM, TEM chp cu trỳc t vi ca h bt SrM cn kho sỏt Qua nh cu trỳc t vi ca mu, ta thy ti ch nung 300 oC/1h, cỏc xerogel kt hp vi oxi to phn ng chỏy, phn ng ny phõn hy cỏc cht hu c ca cỏc nhúm chc thnh khớ thoỏt ngoi mụi trng Nh chỳng ta ó bit cỏc nhúm chc hu c xerogel kt hp vi mng phc oxo kim loi hỡnh thnh mng khụng gian, phn ng chỏy xy ra, nhúm chc thoỏt ngoi di dng sn phm chỏy hu c v mng khụng gian nhng l trng xen k u n gia cỏc ht oxit kim loi, hỡnh 3.7a Cỏc hỡnh 3.8, 3.9, 3.10 biu din cỏc nh nhiu x XRD cc i [114] ca pha SrFe12O19 ng vi gúc nhiu x 34o,21 tng ng ca cỏc h mu v h mu cú ch nung 900oC/1h v 1100oC/1h 14 400 400 Sr1.00La0.00Fe12O19 Sr0.98La0.02Fe12O19 Sr0.96La0.04Fe12O19 Sr0.94La0.06Fe12O19 Sr0.92La0.08Fe12O19 300 300 200 Lin[Counts] Lin[Counts] 200 100 100 100 200 0 34.0 34.2 34.4 34.6 34.0 33.8 300 100 Lin[Counts] 200 SrO6.0Fe2O SrO5.7Fe2O SrO5.5Fe2O SrO5.3Fe2O SrO5.2Fe2O Lin[Counts] 300 34.4 34.8 34.8 2-Theta-Scale 2-Theta-Scale Hỡnh 3.8 Gin nh nhiu x tia X [114] ca Hỡnh 3.10 Gin nh nhiu x tia X [114] pha SrFe12O19, ng vi cỏc mu cú cựng ch ca pha Sr1-x LaxFe12O19, ng vi cỏc mu ti thiờu kt 900oC/1h ch thiờu kt 900oC/1h 300 SrO5.2Fe2O SrO5.3Fe2O SrO5.5Fe2O SrO5.7Fe2O SrO6Fe2O 300 200 200 Lin[Counts] Lin[Counts] 100 100 34.0 34.5 2-Theta-Scale Hỡnh 3.11 Gin phõn b kớch thc ht trung Hỡnh 3.9 Gin nh nhiu x tia X [114] ca bỡnh ca mu (SrO)x (La2O3)0.5x (6Fe2O3) nung pha SrFe12O19, ng vi cỏc mu cú cựng ch ti 3000C/1h thiờu kt 1100oC/1h Bng 3.2 So sỏnh giỏ tr kớch thc ht phõn b trung bỡnh theo hai phng phỏp Kớch thc tinh th, tớnh Kớch thc tinh th, tớnh Mu theo phng trỡnh theo phng phỏp khai trin Scherrer, nm Fourier, nm SrM1 27 25 SrM2 30 22 SrM3 31 18 SrM4 27 21 Bng 3.2 so sỏnh kớch thc tinh th h mu SrM tớnh theo hai phng phỏp khỏc tớnh chớnh xỏc kớch thc tinh th mu, chỳng tụi phi chun li ton b s liu ca kt qu XRD di dng hm a thc toỏn hc, sau ú trin khai hm a thc theo chui Fourier loi i cỏc hm sai s thit b v sai hng ca mu gõy ra, cui cựng tỏch ly 15 SrO5.7Fe2O3 [1 ] [2] 50 40 SrO5.5Fe2O3 SrO5.3Fe2O3 [3] [4] 30 M [emu/g] M [emu/g] hm phõn b chun ca kớch thc ht Tip tc s dng phng trỡnh Scherrer trờn hm phõn b chun ú chỳng tụi thu c kt qu chớnh xỏc nh ó biu din bng 3.2 3.4 Tớnh cht t S ph thuc ca ng cong t tr ca h mu vo nhit thiờu kt Quỏ trỡnh hỡnh thnh mu bt SrFe12O19 kớch thc nano l mt quỏ trỡnh chuyn pha feri t mm sang pha ferit t cng Hỡnh 3.12 biu din s ph thuc ng cong t tr ca mu SrM4 vo nhit thiờu kt Ti nhit thiờu kt 300oC/h, ng cong t tr ca mu l mt ng t tr hp cú HC, MS thp; ti nhit 500oC/h, ng cong t tr ca mu hp nhng cú MS cao hn (gp ụi mu SrM1.1) S bin i mnh ca t bóo hũa l cỏc ht cú xu hng khuch tỏn ln v hỡnh thnh lờn cỏc ht oxit hon chnh c lp nhit tng t 300oC lờn 500oC 60 40 20 20 10 -15000 -10000 -5000 -10 [5] 5000 10000 15000 H [Oe] -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 H [Oe] -20 -20 -30 -40 -40 -50 -60 Hỡnh 3.12 ng cong t tr ca mu SrM4 Hỡnh 3.13 ng cong t tr ca mu SrM2 ph thuc vo ch nung, v SrM3 thiờu kt 900oC/1h 300oC/1h (5), 500oC/1h (4), 700oC/1h (3), 900oC/1h(2), 1100oC/1h (1) ng cong t tr ca h mu thiờu kt ti 900 oC cho cỏc thụng s v tớnh cht t lý tng nht Nu nh ti ch nung 500 oC ng cong t tr ca mu th hin tớnh ferit t mm v 700oC/1h nú th hin s cnh tranh gia hai pha t cng v t mm, thỡ 900 oC/1h ng cong t tr ca mu th hin s thng th ca pha t cng SrFe 12O19 T tớnh tuyt vi kt hp vi kớch thc trung bỡnh c nanụ met cú th cho chỳng ta mong i ng dng tt S ph thuc ca ng cong t tr vo t l Sr/Fe Trong h mu chỳng tụi kho sỏt thỡ mu SrM5 cho kt qu XRD n pha magnetoplumbite nht, nhng tớnh cht t ca chỳng khụng c hon chnh nh tớnh toỏn lý thuyt Thay vo ú, mu SrM1 cha cú cu trỳc tinh th hon chnh nh SrM5, nhng nú li phỏt huy c nhng u im v hỡnh dng, kớch thc thang nanụ, t ú nú th hin tớnh cht t vt tri Ngc li, cỏc mu SrM2v SrM3 li cho tớnh cht t hn ch, s hn ch ny ph thuc rt nhiu vo pha nn hỡnh thnh ca mu Hỡnh 3.13 biu din ng cong t tr ca mu SrM2 v SrM3 nung ch 900oC/1h, ng cong t tr ca SrM3 cú t bóo hũa thp hn ca mu SrM2 v cỏc mu khỏc, iu ny pha Sr4Fe6O13/ SrFe12O19 ln, ú t ca mu thp, nh vy vic xut hin pha Sr4Fe6O13 khụng cú li cho t tớnh ca mu, ngc li nú lm gim t ca mu thp hn cỏc mu khỏc Hỡnh 3.14 biu din ng cong t tr ca mu SrM1, SrM4 v SrM5, nung cựng ch 900oC/1h C ba mu ny u cú tớnh cht t rt tụt, tng i ng u Kt hp bng 3.3, ta nhn thy mu SrM1 cho giỏ tr H C= 6120 Oe, l giỏ tr ln, tng i gn vi giỏ tr lý thuyt Hn na nu xem li bng 3.1, chỳng ta cũn thy mu 16 ny cú t s thnh phn pha -Fe2O3 /SrFe12O19 l nh, chớnh iu lm cho mu cú tớnh cht t tt hn cỏc mu nghiờn cu khỏc Bng 3.3 So sỏnh kớch thc ht tinh th & tớnh cht t ca cỏc mu cú thnh phn t l Fe/Sr v ch nung khỏc (t trng ngoi l 13.5kOe) Thiờu kt 900C/1h Thiờu kt 1100C/1h Mu n Kớch thc tinh th, nm Mr HC (Oe) Mmax (emu/g) Kớch thc tinh th, nm Mr HC (Oe) Mmax (emu/g) SrM1 SrM2 SrM3 SrM4 SrM5 5.2 5.3 5.5 5.7 6.0 25 22 18 21 23 28 28 19 27 29 6120 4700 4700 5850 5960 48 50 33 47 51 32 28 29 36 34 27 28 22 27 15 5900 4700 4700 5620 5740 45 48 38 46 27 So sỏnh mt s kt qu nghiờn cu ferit Sr v ferit Sr-La c ch to bng cỏc phng phỏp khỏc M [emu/g] Bng 3.4 So sỏnh kớch thc tớnh cht t ca cỏc mu cú phng phỏp ch to khỏc Phng phỏp ch to Nhit xut hin Lc khỏng t [Oe] o ti pha SrM t trng 13,5 kOe Gm [8] 1000oC-1200oC 1760 o o ng kt ta [15] 900 C-1000 C 3750 Solgel citrate < 700oC 6100 Bng 3.2 cho thy s khỏc bit v tớnh cht t ca mu ch to theo phng phỏp khỏc nhau, phng phỏp solgel citrate c thc hin phc hn, nhng bự li mu ch to theo phng phỏp ny li cho tớnh cht t tt 3.5 Tớnh cht t ca ferit Sr1xLa xFe12O19 (x=0.08;0.06;0.04;0.02;0.00) SrO6Fe O SrO5.7Fe O Bng 3.4 tng kt cỏc s liu thu SrO5.2Fe O c t kt qu o VSM ca h mu ferit La1-xSrxFe12O19 cú ch nung nhit 900oC/1h v 1100oC/1h Qua cỏc giỏ tr tng hp bng 3.4 v bng 3.1 chỳng ta H [Oe] nhn thy, vi t l La pha nht nh thỡ giỏ tr cm ng bóo hũa ca h mu tng lờn Ion La+3 pha s thay th v trớ ion Sr+2, m ton in tớch dng, mt lng ion Fe+3 tng ng s b chuyn v ion Fe+2 Moment t ca ion Fe+2 cú giỏ tr 4B Fe+3 cú giỏ Hỡnh 3.14 ng cong t tr ca mu SrM1, tr 5B, theo t nhiờn thỡ mụment t SrM4 v SrM5, ch 900oC/1h ca h mu s phi gim xung Nhng thc t cho thy t ca mu núi chung li tng lờn, xem bng 3.4, ú l vỡ ion Fe+2 cú bỏn kớnh ion nh s cú c hi chim vo cỏc v trớ t din v bỏt din, lng chúp tam giỏc nh nhau, ú vic pha La cú th khin cỏc ion Fe+2 chim cỏc v trớ thun li lm tng giỏ tr tng tỏc trao i, ú lm tng giỏ tr t ca h mu Bng 3.5 3 60 40 20 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 -20 -40 -60 17 So sỏnh kớch thc ht tinh th & tớnh cht t ca cỏc h mu cú thnh phn t l La/Sr v ch nung khỏc (t trng ngoi l 13.5kOe) Ts 9000C x 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 HC(Oe) 5958 5441 5579 5894 5781 Ts 11000C M(emu/g) 51.39 54.41 34.50 57.70 54.11 HC(Oe) 5739 4393 5865 5920 5888 M(emu/g) 49.43 54.40 28.84 57.94 57.52 CHNG Mt s kt qu th nghim ng dng Sau ch to thnh cụng h mu, chỳng tụi ó kho sỏt cỏc tớnh cht hp th súng Radar di súng siờu cao tn (bc súng cm), t 8GHz n 12GHz ca vt liu Mu bt sau thiờu kt ti 900 oC/1h, c nghin phõn tỏn bng mỏy nghin bi vũng 8h, bt nghin tip tc c sng k trc a bt vo trn vi epoxy v úng rn Do bt ferit ch to rt mn nờn t l trn lng bt ferit/ lng nha epoxy > 3/7, hn hp bt ferit - nha c trn u vi cht ú rn, sau ú c tri thnh tm trờn b mt kớnh ó x lý chng dớnh Sau 24h, hn hp bt-nha úng rn thnh cỏc tm vuụng (10cm x10cm), dy ~1mm, v c tỏch tm kớnh Hỡnh IV.1 Thit b Network Analyzer - Hỡnh IV.2 S b trớ thớ nghim o tn hao phn N5242AU, ca Vin Raa x v tn hao truyn qua ca mu nghiờn cu Cỏc mu kho sỏt thụng s tn hao truyn qua v tn hao hp th ca vt liu ferit cho kt qu tng i kh quan, mu cho tn hao truyn qua -3.7dB (11.2GHz) v tn hao phn x cao lờn n -14.5 dB (10GHz) v -29 dB (10GHz) i vi mu (cú t l bt ferit ln nht 60%) Hỡnh 4.3, 4.4, 4.5 th hin cỏc kt qu thu c t cỏc thc nghim ú Bng 4.1 So sỏnh thụng s S11, S21 gia cỏc mu nghiờn cu ca nc ngoi Mu S11 (dB) S21(dB) 8GHz 9GHz 10GHz 11GHz 12GHz Min Max n (xp) -10 -12 -13 -10 -11 -17 -19 Cỏc mu o ny u cú Thy s -7 -10 -9 -7 -14 -61 -70 dy rt (composite) ln >15cm Thy s -13 -13 -13 -10 -9 -12 -24 (li) 18 Mu -18 -5 -14 -3 Hỡnh 4.3 S ph thuc tn s di X n cỏc thụng s tn hao phn x (S11) v tn hao truyn qua (S21) ca mu -8 -1 -3 Dy 1mm Hỡnh 4.4 S ph thuc tn s di X n cỏc thụng s tn hao phn x (S11) v tn hao truyn qua (S21) ca mu Hỡnh 4.6, 47 l cỏc mu o tn hao phn x v tn hao in mụi ca khụng khớ v tm kim loi, hai mu ny chỳng ta so sỏnh vi cỏc mu nghiờn cu i vi mu l tm kim loi thỡ tn hao phn x l bng khụng, bi vỡ súng in t phn x 100% vi kim loi, tn hao tuyn qua l ln, súng in t khụng truyn qua kim loi Hỡnh 4.5 S ph thuc tn s di X n cỏc thụng s tn hao phn x (S11)v tn hao truyn qua (S21) ca mu 19 Hỡnh 4.6 S ph thuc tn s di X n cỏc thụng s tn hao phn x (S11) v tn hao truyn qua (S21) ca khụng khớ Hỡnh 4.7 S ph thuc tn s di X n cỏc thụng s tn hao phn x (S11) v tn hao truyn qua (S21) ca tm kim loi KT LUN V KIN NGH Ch to thnh cụng h mu bt ferit SrOnFe 2O3 (n= 5.2, 5.3, 5.5, 5.7, 6.0) v La xSr1xFe12O19 (x= 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) theo phng phỏp sol-gel citrate Cỏc mu c ch to thu c cú dng hỡnh kim (30nm/200nm)v kớch thc nano (20-40nm) Kho sỏt s nh hng ca thnh phn hp thc, ca cht La+3 v cụng ngh ch to ferit n cu trỳc v tớnh cht t ca h mu - So sỏnh tớnh cht t ca cỏc mu ch to theo phng phỏp ng kt ta v phng phỏp solgel citrate, cho thy tớnh cht t ca h mu ch to theo phng phỏp solgel tt hn hn - Ti ch nung 900oC, h mu bt ferit SrOnFe 2O3 v Sr1-xLaxFe12O19 cho tớnh cht t tt nht, HC = 6.13 kOe (13.5kOe) ng vi mu SrO5.2Fe2O3 - Khi pha La+2, ng vi x=0.06 v ch nung 900oC/1h v 1100oC/1h cho giỏ tr t (ti t trng ngoi H= 13.5kOe) tng i ln: M=58 emu/g Vi nhng kt qu kho sỏt thu c, chỳng tụi nhn thy nhiu hng ng dng tt ca h mu cỏc lnh vc ch to vt liu hp th súng in t cao v siờu cao tn (mt s kt qu ó c kho sỏt v a chng 4), v vt liu ch to nam chõm nng lng t cao Trờn õy mi ch l cỏc kt qu bc u ca vic nghiờn cu, ch to vt liu ferit nanụ núi chung v ferit t cng kớch thc nanụ núi riờng Chỳng tụi mong mun c to iu kin tip tc hng nghiờn cu loi vt liu nano ny v bc u a vo s dng cụng ngh quc phũng References Ting Vit Nguyn Hu c (2003), Vt lý chuyn pha, tr.112-124, NXB HQGHN, H Ni Nguyn Hu c (2008), Vt liu t cu trỳc nano v in t hc Spin, NXB HQG, H Ni Lờ Chớ Kiờn (2007), Húa hc phc cht, tr.99-109, NXB HQGHN, H Ni Phm Ngc Nguyờn (2004), Giỏo trỡnh k thut phõn tớch vt lý, tr.190-204, NXB HKH&KT, H Ni 20 Nguyn Phỳ Thựy (2003), Vt lý cỏc hin tng t, tr.133-151, NXB HQGHN, H Ni Phan Vn Tng (2007), Cỏc phng phỏp tng hp vt liu gm, tr.47-67, NXB HQGHN, H Ni Ting Anh A Cochardt (1963), Modified strontium ferrite, a new permanent magnet material, J Appl Phys, vol 34, p 1273 B.T Shirk (1970), Ba2 Fe6O11: A new metastable compound Mater Res Bull, 5(10), p 771 C Surig, K.A Hempel, R Mỹller and P Gửrnert (1995), Investigations on Zn2xCoxW-type hexaferrite powders at low temperatures by ferromagnetic resonance, J Magn Magn Maters, 120 (2), p 270-276 10 F.G.Brockman and W.G.Steneck (1954), Mn-Fe{3+} spinels (Mn ferrites) and MnFe{3+} spinels with substitutions, Philips techn Rev, 16, p 79-87 11 F.Alexandre, R Bueno, Maria L Gregori, Maria C.S Núbrega (2008), Microwaveabsorbing properties of Ni0.50xZn0.50xMe2xFe2O4 (Me=Cu, Mn, Mg) ferritewax composite in X-bandfrequencies, J Magn Magn Maters, 320 (6), p 864-870 12 F Walz, J Rivas, D Martinez and M Gayoso, C Rodrớguez, M A Seủarớs (1990), Influence of non-stoichiometry on magnetic relaxation in polycrystalline barium ferrites", J Magn Magn Maters, 83(1-3), p 468-470 13 J Smit, H P J Wijn (1959), Ferrites: Physical Properties of Ferrimagnetic Oxides in Relation to their Technical Applications, Eindhoven, N V Philips, Gloeilampenfabrieken 14 J.J.Went and G.W Rathnau (1951), The magnetization process in ferrites, Physica, 17(11-12), p 976-992 15 J.F Wang, C.B Ponton and I.R Harris (2006), A study of Sm-substituted SrM magnets sintered using hydrothermally synthesised powders, J Magn Magn Mater, 298(2), p 122 16 G.H.Jonker, P.B.Braun (1956), Ferroxplanar, hexag- onal ferromagnetic ironoxide compounds for very high frequencies, Philips techn Rev, 18, p145-154 17 G.H.Jonker (1959), Analysis of the semiconducting properties of cobalt ferrite, J.Phys and Chem of Solids, 9(2), p165-175 18 H Kojima, E P Wohlfarth (1982), Ferromagnetic Materials, North-magnetooptical recording Holland, 3, Amsterdam, p 305 19 Li HongYing, Hong Quangdyn (2007), Preparation and Characterization of W-Type Hexaferrite Doped with La3+, J.Rare Earth, 25(5), p590-595 20 Mohammad Hossein Shams, Seyed Mohammad, Ali Salehiand, Ali Ghasemi (2007), Electromagnetic wave absorption characteristics of MgTi substituted Bahexaferrite, J Magn Magn Mater, 320, p106-111 21 N.P.Duong , T.T.V.Nga, T.D.Hien and T.D.Hoang (2006), " Structural and magnetic properties of SrLaxFe12-xO19 (x=0~0.15) prepared by sol-gel method", Proceeding of the 1st IWOFM- 3rd IWONN Conference, Halong, Vietnam 22 N.K.Dung, D.L.Minh, B.T.Cong, N.Chau, N.X.Phuc (1996), "The influence of La2O3 substitution on the structure and properties of Sr hexaferrite, Proceedings of The 7th ICF, September 3-6, Bordeu, France , p 113-114 23 P.B.Braun (1952), Anisotropy and magnetostriction of ruthenium-substituted lithium ferrite and nickel ferrite, Nature, 170, p 1123 24 R.F.Soohoo (1960), Theory and application of ferrites, Prentice-hall, New Jersey, pp 03-23, 21 25 R.C OHandley (2000), Mordren Magnetic Materials principle and Applications, pp 485-491, John Wiley & Sons, America 26 R.H Victora (1988), Micromagnetic predictions for barium ferrite particle, J Appl Phys, p 3423 27 R.F Ataie, I.R Harris and C.B Ponton (1995), Structural and magnetic properties of hydrothermally synthesised Sr1xNdxFe12O19 hexagonal ferrites, J Mater Sci, p 1429 28 T.G Kuzmitcheva, L.P Olkhovik and V.P Shabatin (1995), Synthesis and properties of fine Ba-ferrite powders, IEEE Trans Magn, p 800 29 V.Adelskold, Arkiv Kemi (1938), Novel aqueous solgel preparation and characterization of barium M ferrite, BaFe12O19 fibres, Min.Geol.12A, 29, p 1-9 30 Yu.A Fedutik, G.P Shevchenko, V.S Kurilo, A.Ya Valendo (2004), Ferromagnetic alloy nanowires forming in applied magnetic field, Surface Science, 566, p 297-302 31 Y.-P Fu and C.-H Lin (2005), Fe/Sr ratio effect on magnetic properties of strontium ferrite powders synthesized by microwave-induced combustion process, J Alloys Cmpds, 386(2), p 222 32 W.M Cho, Eizo Sada, Hidehiro Kumazawa (1991), Synthesis of barium ferrite ultrafine particles by a hydrothermal method, Ind.Eng.Res, 30, p 1319-1323 33 W Hirata, Motoyuki, Utsunomiya, Masahide (2006), United States Patent Application, 20060214132 34 W.Savile (2005), Review of Absorbing Materials, Defence R&D Canada-Atlantic Canada 22 [...]... lĩnh vực chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ cao và siêu cao tần (một số kết quả đã được khảo sát và đưa ra trong chương 4), và vật liệu chế tạo nam châm năng lượng từ cao 4 Trên đây mới chỉ là các kết quả bước đầu của việc nghiên cứu, chế tạo vật liệu ferit nanô nói chung và ferit từ cứng kích thước nanô nói riêng Chúng tôi mong muốn được tạo điều kiện tiếp tục hướng nghiên cứu loại vật liệu nano này... loại KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Chế tạo thành công hệ mẫu bột ferit SrOnFe 2O3 (n= 5.2, 5.3, 5.5, 5.7, 6.0) và La xSr1xFe12O19 (x= 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) theo phương pháp sol-gel citrate Các mẫu được chế tạo thu được có dạng hình kim (30nm/200nm)và kích thước nano mét (20-40nm) 2 Khảo sát sự ảnh hưởng của thành phần hợp thức, của tạp chất La+3 và công nghệ chế tạo ferit đến cấu trúc và tính chất từ của hệ... trưng của ferit Sr, và phân bố kích thước hạt trung bình tốt nhất Hình 3.5 so sánh giản đồ XRD của họ vật liệu Sr 1-xLaxFe12O19 tại cùng chế độ nung 900oC/1h Vì pha La pha tạp vào mẫu không làm thay đổi cấu trúc vật liệu, cho nên hệ mẫu SLM có giản đồ pha giống với giản đồ pha của hệ mẫu SrM 3.3 Cấu trúc tế vi, kích thƣớc và hình dạng hạt 13 70 Hình 3.6 Ảnh TEM chụp cấu trúc tế vi của mẫu SrM1.4, thiêu... 50 33 47 51 32 28 29 36 34 27 28 22 27 15 5900 4700 4700 5620 5740 45 48 38 46 27 So sánh một số kết quả nghiên cứu ferit Sr và ferit Sr-La đƣợc chế tạo bằng các phƣơng pháp khác nhau M [emu/g] Bảng 3.4 So sánh kích thước tính chất từ của các mẫu có phương pháp chế tạo khác nhau Phương pháp chế tạo Nhiệt độ xuất hiện Lực kháng từ [Oe] đo tại pha SrM từ trường 13,5 kOe Gốm [8] 1000oC-1200oC 1760 o o... thấy 3 mẫu 16 này có tỉ số thành phần pha α-Fe2O3 /SrFe12O19 là nhỏ, chính điều làm cho 3 mẫu có tính chất từ tốt hơn các mẫu nghiên cứu khác Bảng 3.3 So sánh kích thước hạt tinh thể & tính chất từ của các mẫu có thành phần tỉ lệ Fe/Sr và chế độ nung khác nhau (từ trường ngoài là 13.5kOe) Thiêu kết ở 900C/1h Thiêu kết ở 1100C/1h Mẫu n Kích thước tinh thể, nm Mr HC (Oe) Mmax (emu/g) Kích thước tinh thể,... 900oC /h Hình 3.7a Ảnh SEM chụp cấu trúc tế vi của mẫu SrM1.4, thiêu kết tại 300oC /h Hình 3.7b Ảnh SEM chụp cấu trúc tế vi của mẫu Sr1-xLaxFe12O19 , thiêu kết tại 900oC /1h Hình 3.6, 3.7a, 3.7b, lần lượt là các ảnh SEM, TEM chụp cấu trúc tế vi của hệ bột SrM cần khảo sát Qua ảnh cấu trúc tế vi của mẫu, ta thấy tại chế độ nung 300 oC/1h, các xerogel kết hợp với oxi tạo ra phản ứng cháy, phản ứng này... (6Fe2O3) nung pha SrFe12O19, ứng với các mẫu có cùng chế độ tại 3000C/1h thiêu kết 1100oC/1h Bảng 3.2 So sánh giá trị kích thước hạt phân bố trung bình theo hai phương pháp Kích thước tinh thể, tính Kích thước tinh thể, tính Mẫu theo phương trình theo phương pháp khai triển Scherrer, nm Fourier, nm SrM1 27 25 SrM2 30 22 SrM3 31 18 SrM4 27 21 Bảng 3.2 so sánh kích thước tinh thể hệ mẫu SrM tính theo hai... có cấu trúc tinh thể hoàn chỉnh như SrM5, nhưng nó lại phát huy được những ưu điểm về hình dạng, kích thước ở thang nanô, từ đó nó thể hiện tính chất từ vượt trội Ngược lại, các mẫu SrM2và SrM3 lại cho tính chất từ hạn chế, sự hạn chế này phụ thuộc rất nhiều vào pha nền hình thành của mẫu Hình 3.13 biểu diễn đường cong từ trễ của mẫu SrM2 và SrM3 nung ở chế độ 900oC/1h, đường cong từ trễ của SrM3 có. .. tính chất từ của mẫu chế tạo theo 3 phương pháp khác nhau, phương pháp solgel citrate được thực hiện phức tạp hơn, nhưng bù lại mẫu chế tạo theo phương pháp này lại cho tính chất từ tốt 3.5 Tính chất từ của ferit Sr1xLa xFe12O19 (x=0.08;0.06;0.04;0.02;0.00) SrO6Fe O SrO5.7Fe O Bảng 3.4 tổng kết các số liệu thu SrO5.2Fe O được từ kết quả đo VSM của hệ mẫu ferit La1-xSrxFe12O19 có chế độ nung ở nhiệt... chế độ nung, vì hai pha γ-Fe2O3 (■), α-Fe2O3 (★) có các đỉnh nhiễu xạ rất gần nhau, nên trong hình 3.2(5), 3.2(4) không phân biệt rõ các pha Hình 3.3 so sánh giản đồ XRD của các mẫu SrM2, SrM3, SrM4 ở chế độ nung 500oC/1h Hình 3.4 so sánh giản đồ XRD của các mẫu thuộc hệ mẫu 1 với cùng chế độ nung 900o/1h Tại chế độ nung này các mẫu có thành phần pha SrFe 12O19, đặc trưng của ferit Sr, và phân bố kích