تحصيلات تکميلي

تاريخ دفاع : 27/8/81

رشته و گرايش : فيزيک-حالت جامد

استاد مشاور : دکتر اعظم پورقاضي-دکتر محمدحسين عنايتي

نام و نام خانوادگي : مرتضي مظفري

دانشكده : علوم

استاد راهنما : دکتر جمشيد عميقيان

تهية گارنتها و فريتهاي مغناطيسي جانشاني شده به کمک فرآيند مکانوشيميايي

چكيده

نظر به اهميت راهبردي فريتها و گارنتهاي مغناطيسي در صنايع الکترونيک, مخابرات, کامپيوتر و نظامي, تلاشهاي بسياري براي تهية آنها با روشهاي گوناگون انجام گرفته است. يکي از تازه ترين اين روشها, روش آلياژسازي مکانيکي يا روش مکانوشيميايي است که پودرهاي تهيه شده با اين روش آثار و پديده هاي نويني را از خود بروز مي دهند.

هدف از اين پژوهش تهية فريت استرانسيوم (SrFe12O19) به عنوان نمونه اي از فريتهاي سخت, فريت نيکل-آلومينيوم (NiFeAlO4) به عنوان نمونه اي از فريتهاي نرم و گارنت ايتريوم-آهن (Y3Fe5O12 يا YIG) به عنوان نمونه اي از گارنتهاي مغناطيسي, به کمک فرآيند مکانوشيميايي مي باشد. در اين فرآيند که معمولاً در آن از آسيابهاي پر انرژي استفاده مي شود, در هر برخورد انرژي زيادي به ذرات پودر داخل آسياب وارد مي گردد. ويژگي برجستة اين فرآيند, تشکيل فاز پودر آسياب شده در دمايي پائين تر از دماي لازم براي دست يابي به همان ترکيب در روش متداول سراميکي است که منجر به جلوگيري از رشد ذرات پودر و در نتيجه تهية پودر هايي با اندازه هاي زير ميکروني و حتي نانومتري مي گردد. اين ذرات امروزه در نانوتکنولوژي کاربردهاي تازه اي يافته اند.

براي تهية فريت استرانسيوم (SrFe12O19) با فرآيند مکانو شيميايي از دو نوع مادة اولية گوناگون استفاده گرديد. در گروه اول از سيلستين و هماتيت به عنوان ماده اوليه استفاده شد, که اين کار براي اولين بار انجام شده است. درگروه دوم ازکلريد آهن وکربنات استرانسيوم به عنوان مواد اوليه استفاده شد و همان طور که انتظار مي رفت, فريت استرانسيوم تک فازِ ريز دانه براي هر دو گروه در دمايي به مراتب پايين تر از دماي برشتن در روش متداول سراميکي به دست آمد.

فريت نيکل-آلومينيوم (NiFeAlO4) با اکسيد آهن اصلاح شدة داخلي و با به کاربردن فرآيند مکانوشيميايي تهيه گرديد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي دهد که مي توان با به کاربردن اين فرآيند فريت نيکل-آلومينيومِ تک فازِ ريز دانه را تنها در دماي C 950° به دست آورد. اين دما، نسبت به دماي برشتن در روش متداول سراميکي (C 1300°) بسيار پايين تر است و اين کار برايِ اولين بار به انجام رسيد.

گارنت ايتريوم-آهن (Y3Fe5O12يا YIG) به دليل پهناي نوار تشديدي بسيار کم، براي کاربرد در قطعات مايکروويو، مانند سيرکولاتورها، ايزولاتورها و جابجاگرهاي فازي، بسيار مناسب است و به طور گسترده اي در اين قطعات به کار مي رود. در اين پژوهش پودر تک فاز گارنت ايتريوم-آهن براي اولين بار به روش مکانوشيميايي و در دماي C 1050° تهيه شد.

در بخش ديگري از اين پژوهش منحني هاي گرما-وزن سنجي در حضور ميدان مغناطيسي (TG(M)) براي اولين بار براي تعيين نيمه کمّي فازهاي مغناطيسي يک ترکيب به کار رفت. اين روش مي تواند به عنوان يک روش تکميلي براي شناسايي اين فازها, به ويژه هنگامي که دستگاههاي گران قيمت مانند پراش نوتروني در دسترس نمي باشد, به کار گرفته شود.