ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thành Công NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VẬT LIỆU FERIT CẤU TRÚC LỤC GIÁC LaxSr1-xFe12O19 CÓ KÍCH THƯỚC NANÔ Chuyên ngành: Vật liệu Linh kiện Nanô (Chương trình đào tạo thí diểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS-TS ĐẶNG LÊ MINH Hà Nội - 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thành Công CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU FERIT CẤU TRÚC LỤC GIÁC Sr1-xLaxFe12O19 CÓ KÍCH THƯỚC NANÔ Chuyên ngành: Vật liệu Linh kiện Nanô (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS-TS ĐẶNG LÊ MINH Hà Nội - 2008 - iii - MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt MỞ ĐẦU Trang i ii iii iv iv v TỔNG QUAN CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ CÔNG THỨC HÓA HỌC 1.1.1 Công thức hóa học hợp chất 1.1.2 Cấu trúc lục giác xếp chặt 1.1.3 Cấu trúc Magnetoplumbite M TÍNH CHẤT TỪ 1.2.1 Tương tác trao đổi cấu trúc kiểu M 1.2.2 Từ độ bão hòa hợp chất cấu trúc kiểu M 10 1.2.3 Dị hướng từ tinh thể 11 1.2.4 Các thông số từ đặc trưng cho vật liệu ferit từ cứng 13 1.2.5 Cảm ứng từ dư 15 Chương 1.1 1.2 Chương PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 17 2.1 Phương pháp chế tạo 17 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20 2.2.1 Phương pháp phân tích cấu trúc tinh thể 21 2.2.2 Phương pháp phân tích cấu trúc tế vi 22 2.2.3 Phương pháp phân tích nhiệt vi sai 23 - iii - 2.2.4 Chương Phương pháp đo tính chất từ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 23 24 3.1 Kết phân tích nhiệt vi sai 24 3.2 Cấu trúc tinh thể phân bố kích thước mẫu bột 25 3.3 Cấu trúc tế vi, kích thước hình dạng hạt 32 3.4 Tính chất từ 36 3.5 Tính chất từ ferit Sr1-xLaxFe12O19 40 Chương Một số kết thử nghiệm ứng dụng 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Tài liệu tham khảo viii -1- CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ CÔNG THỨC HÓA HỌC 1.1.1 Công thức hóa học hợp chất Cấu trúc tinh thể ferit SrFe12O19 giống cấu trúc khoáng chất tự nhiên magnetoplumbite, khoáng chất họ oxit sắt từ, tính ứng dụng chúng không cao [14, 26] Họ ferit magnetoplumbile có loại chính, BaFe12O19, SrFe12O19, PbFe12O19 kí hiệu tương ứng BaM, SrM, PbM, SrM BaM sử dụng nhiều Hình 1.1 Giản đồ trạng thái hệ ba cấu tử BaO-MeO-Fe2O3 Hình 1.1 biểu diễn giản đồ trạng thái hệ ba cấu tử BaO-MeO-Fe2O3 lập nên họ ferit cấu trúc lục giác với công thức hợp phần chất thảo luận luận văn Ba góc giản đồ lấy tương ứng ba oxit BaO, MeO, Fe2O3; cạnh giản đồ chia theo tỉ lệ phần mol ba ôxit Ký hiệu Me để ion hóa trị nhóm kim loại chuyển tiếp 3d, ion kim loại Zn, Mg hay tổ hợp ion kim loại Li+1 Fe+3 Trên đoạn thẳng nối đỉnh Fe2O3 với đỉnh BaO giản đồ hình 1.1, tồn điểm cho công thức hóa học tương ứng BaFe2O4, hỗn hợp oxit có tính chất phi từ Hợp chất cấu trúc Spinel, Me2Fe4O8 , ứng với trung điểm đoạn thẳng (Fe2O3, MeO) Điểm M giản đồ tương ứng có công thức hóa học BaFe12O19 = BaO.6Fe2O3 [1, 2], oxit phức cấu trúc lục giác 1.1.2 Cấu trúc lục giác xếp chặt Hình 1.2 biểu diễn trật tự cấu trúc lục giác xếp chặt, ion A, ion B, ion C kí hiệu hình ion ôxi, chúng kí hiệu khác để phân biệt cách xếp trật tự khác Các ion B nằm mặt phẳng ngang, chúng xếp thành mạng lưới (gọi lớp ion B) có mắt lưới tam giác đều, mà ion B xếp vào đỉnh tam giác -2- Trên lớp ion B, hình thành lớp ion A biểu diễn hình 1.2 Các ion A xếp chặt chẽ thành mặt phẳng ngang nằm song song với mặt phẳng chứa lớp ion B Với cấu trúc lục giác xếp chặt, tồn phía lớp ion B lớp ion A khác, có tâm ion A nằm dọc phía tâm ion A lớp lớp ion B Tiếp tục phát triển theo chiều dọc (chiều vuông góc với mặt phẳng) theo trật tự vậy, thu cấu trúc lục giác xếp chặt, diễn tiến theo thứ tự ABAB vô Trật tự cấu trúc lập phương xếp chặt xây dựng tương tự (xem hình 1.2b) Diễn tiến lớp theo chiều dọc ABCABC Ở đây, ion A B có vị trí tương tự vị trí hình (a), ion C nằm xếp chặt mặt phẳng phía mặt phẳng hình vẽ (lớp B) khoảng khoảng cách lớp ion A lớp ion B Hình 1.2 Biểu diễn trật tự cấu trúc lục Hình 1.3 Phối cảnh không gian chiều giác xếp chặt (a) cấu trúc lập phương xếp cấu trúc Spinel, với trục thẳng đứng chọn chặt (b) với ion tương ứng trục [111] Bảng 1.1 Bán kính số ion Ion Bán kính (nm) II O 0.132 II Ca 0.106 II Sr 0.127 II Ba 0.143 II Pb 0.132 1.1.3 Cấu trúc Magnetoplumbite kiểu M Theo Adelsköld [28], hợp chất M, với công thức hóa học BaFe12O19, có cấu trúc tinh thể giống cấu trúc tinh thể khoáng magnetoplumbite, với thành phần hợp thức PbFe7.5Mn3.5Al0.5Ti0.5O19 Hình 1.3 biểu diễn mặt phẳng đối xứng cấu trúc M Mỗi ô sở lục giác tinh thể chứa 10 lớp ion oxi, với độ dài trục dị hướng c khoảng 23.2Å, độ dài trục a 5.88Å Trong ô sở lớp chứa ion lớn, với bốn lớp liên tiếp ion lớn ion oxi, đến lớp thứ ion lớn lại ion oxi lại ion Ba Trong ô mạng sở, lớp khối cấu trúc đặc lục phương -3- lập phương, hình thành đan xen vào nhau, lớp chồng nên lớp Mặt phẳng sở chứa ion Bari mặt phẳng gương riêng khối R, khối kế tiếp, liên tục khối R (đó khối S S*) phải đối xứng với qua mặt phẳng gương này, khi, khối lại quay 180o xung quanh trục c Đó lý giải thích ô sở cấu trúc M chứa 10 lớp ôxi có lớp oxi Cấu trúc tinh thể M mô tả theo công thức RSR*S*, ô sở cấu trúc chứa số ion tương ứng với công thức 2(BaFe12O19), nhớ là, khối S cấu trúc gồm phân tử MeFe2O4 tạo thành [23] Hình 1.4 Thiết diện ngang theo trục dọc c cấu trúc magnetoplumbite M Các mũi tên hướng spin Các đường kẻ dọc trục đối xứng bậc ba Các dấu chéo (x) vị trí tâm đối xứng Tất lớp chứa ion Bari mặt đối xứng gương, kí hiệu m Cấu trúc bao gồm khối S (Spinel) giống nhau, chúng nằm đan xen vào khối R (các khối chứa ion Bari) Các ion Fe+3 xuất loại vị trí trống khác cấu trúc M Nằm dọc theo vị trí tứ diện bát diện xuất loại vị trí tứ diện mới, loại vị trí cấu trúc Spinel bao bọc xung quanh ion ôxy có dạng lưỡng chóp tam giác, gọi vị trí vị trí lưỡng chop tam giác (hay lưỡng chóp kép) Các vị trí lưỡng chóp tam giác xuất lớp chứa ion Bari, đánh giá tương đương vị trí tứ diện Trong cấu trúc lục giác, hai vị trí tứ diện xếp liền kề với chúng có ion kim loại chung cho hai vị trí Ion kim loại chiếm vào vị trí trung chuyển hai vị trí, mà vị trí nằm ion ôxi Giả sử thông số lý tưởng, không gian trống ion oxy nhỏ Điều có nghĩa là, ion kim loại muốn chiếm chỗ vào ion oxi bắt buộc không gian ion oxi phải giãn rộng ra, giống trường hợp điền kẽ vào vị trí tứ diện mạng Spinel Tương tự, khối R, hai ion Fe+3 chiếm chỗ vào hai vị trí bát diện kề Tuy nhiên, trường hợp có hai ion oxy chung, không -4- có điểm bất thường xung quanh chúng, nghĩa việc ion Fe+3 chiếm chỗ vị trí bát diện không gây tượng giãn, nở cấu trúc Hình 1.5 Giản đồ phối cảnh không gian ba chiều Hình 1.6 Mô hình đối xứng tương tác khối R cấu trúc M khối T cấu siêu trao đổi cấu trúc M Y trúc Y Trong khối T cấu trúc Y có hai lớp chứa Bari liền kề 1.2 TÍNH CHẤT TỪ 1.2.1 Tương tác trao đổi cấu trúc M Do tương đồng mặt cấu trúc khối S cấu trúc lục giác cấu trúc Spinel, cho nên, định hướng tương đối moment từ hai khối hoàn toàn giống Vậy là, khối S có ion nằm vị trí bát diện (ion bát diện) hai ion nằm vị trí tứ diện (ion tứ diện) với moment từ loại ion định hướng phản song song với nhau; hướng tương đối momen từ thể mũi tên hình 1.4 Hình 1.6 biểu diễn tính chất đối xứng hai khối R khối T, thông qua biểu diễn ảnh hưởng tương đối tương tác siêu trao đổi hai khối xác định rõ ràng Để định lượng ảnh hưởng tương tác siêu trao đổi trật tự từ, cần tính toán giá trị xác thông số ion, không gian giới hạn khối R Đối với khối R (chiếm 1/2 ô sở cấu trúc M), hướng moment từ ion cụ thể chọn song song với trục c theo chiều hướng lên Giả thiết ban đầu rằng, tương tác siêu trao đổi ion từ tính xuất thông qua ion oxi nằm chúng, giả thiết tương tác trao đổi âm (do có số điện tử d ≥ 5) Goter ước lượng độ lớn tương tác trao đổi từ giá trị khoảng cách l= Me-O-Me góc tương tác ф= MeOMe [14] Bây giờ, để xét thông số tương tác siêu trao đổi trật tự khối R T, đánh số ion sắt theo thứ tự 1, 2, 3, 4, hình 1.6 Các kết Goter dẫn ta đến giả thiết moment từ ion số số 3, ion nằm gần lớp chứa ion Stronium nhất, có định hướng xuống Nguyên nhân có giả thiết tương tác 1-oxi-2 lớn góc tương thích ф lớn (xấp xỉ 140o); tương tác khác, tương tác 2-oxi-3 có moment từ xếp theo chiều hướng phản song song với moment từ ion 1, lại có giá trị nhỏ góc tương thích không thích hợp (xấp xỉ 80o) Hơn nữa, khoảng cách từ ion đến ba ion oxy xung quanh, mặt phẳng sở, tương đối nhỏ (1.3Å) dẫn đến giá trị tương tác 1-oxi-2 cao Tương tác trao đổi cặp khối R với khối S -5- hình thành từ tương tác moment từ ion bát diện khối R với moment từ ion bát diện khối S Tương tác ion bát diện xuất hầu hết cấu trúc Spinel (độ lớn xác định đại lượng β), tương tác tương đối nhỏ góc ф không phù hợp (90o) Đây tương tác quan trọng khối R S Tương tác ion ion không hoàn toàn vẽ giản đồ, tương tác nhỏ khoảng cách ion ion oxi phía khoảng 2.3Å Bảng 1.2 Số ion kim loại chiếm chỗ vị trí khối R, S T Các hướng moment từ chúng biểu thị theo hướng mũi tên ION TRONG LOẠI KHỐI ION TỨ DIỆN ION BÁT DIỆN LƯỠNG CHÓP TAM GIÁC R S T 2 3 2 - 1.2 Từ độ bão hòa hợp chất cấu trúc M Theo Kojima, cấu trúc tinh thể khoáng magnetoplumbite giống hình 1.7 Môment từ ion sắt (moment từ lí tưởng ion Fe +3 có giá trị μB) nằm dọc theo trục c chúng tạo cặp với tương tác siêu trao đổi thông qua ion oxi chúng Giống cấu trúc Spinel, liên kết Fe-OFe có góc tương tác gần 180o, chúng tạo tương tác sắt từ lớn tương tác phản sắt từ; liên kết có tương tác cặp phản sắt từ yếu định hướng song song với Trên ô sở cấu trúc SrFe12O19 có 24 ion Fe+3, số 16 ion có moment từ hướng lại moment từ ion định hướng ngược lại Như vậy, moment từ tổng công thức SrFe 12O19 đạt 20 μB, ô sở cấu trúc moment từ tối đa 40μ B, cho tương ứng giá trị từ độ bão hòa 0K μ oMS=6.6 kG Thực nghiệm đo mẫu đa tinh thể SrFe12O19 nhiệt độ hóa lỏng Hiđro, từ trường 26000 (Oe), cho kết có giá trị trùng khớp giá trị tính lý thuyết (20μB) [25] -6- Hình 1.7 Biểu diễn phối cảnh không gian trật tự từ ô sở có cấu trúc lục giác M Từ độ bão hòa SrFe12O19 hàm phụ thuộc tuyến tính theo nhiệt độ Sự phụ thuộc nhiệt độ từ độ bão hòa phụ theo dải rộng Tại T=20oC người ta tìm σ= 72 gauss cm3/g, tương ứng với 4πMS=4775 gauss, đến điểm Curie 470oC 1.2.3 Dị hướng từ tinh thể Theo J.Smit [13], lượng dị hướng từ lượng cần thiết để làm quay vecto từ độ từ phương từ hóa dễ phương từ hóa khó Năng lượng dị hướng từ tinh thể phụ thuộc vào góc hướng từ trường từ hóa trục tinh thể, góc θ Đối với cấu trúc tinh thể M, tương tác spin-quĩ đạo (tương tác siêu trao đổi) tương tác chủ yếu, tương tác lưỡng cực –lưỡng cực không đáng kể, nên biểu thức EA có dạng rút gọn: EA= Ko+ K1sin2θ + K2sin4θ (1.1) Trong Ko, K1, K2 số dị hướng, chúng phụ thuộc vào chất vật liệu nhiệt độ Khi vật thể từ đạt giá trị cân bền, lượng tự số thỏa mãn điều kiện cực tiểu hóa Tức thỏa mãn điều kiện:  E A 0      E A 0   (1.2) Tại lân cận vô nhỏ Δθ, sin4(Δθ) tiến tới nhanh hơn, ta coi số hạng thứ ba biểu thức 1.1 số Hay biểu thức 1.1 viết lại là: EA= K1sin2θ (1.3) Gọi HA trường hiệu dụng làm quay vecto từ độ phương dễ từ hóa sau bị từ trường làm lệch khỏi phương dễ từ hóa góc θ Theo nguyên -9- CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Phương pháp chế tạo Trong khuôn khổ luận văn này, chế tạo ba hệ mẫu: - Hệ ferit Sr SrO.nFe2O3 (bảng 2.1), với n = (5.2; 5.3; 5.5; 5.7; 5.8;), xét ảnh hưởng thành phần hợp thức đến tính chất ferit - Hệ mẫu ferit Sr pha tạp La, Sr1-xLaxFe12O19 (bảng 2.2), với x = (0; 0.02; 0.04; 0.06; 0.08) xét ảnh hưởng thành phần hợp thức đến tính chất ferit Bảng 2.1 Hệ mẫu SrOnFe2O3 Mẫu SrM1 SrM2 SrM3 SrM4 SrM5 n 5.2 5.3 5.5 5.7 6.0 Bảng 2.1 Hệ mẫu Sr1-xLaxFe12O19 Mẫu SFM1 SFM2 SFM3 SFM4 SFM5 x 0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 Hình 2.1 Sơ đồ chế tạo bột ferit SrM theo phương pháp solgel citrate 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phân tích cấu trúc tinh thể Cấu trúc tinh thể hệ mẫu khảo sát phương pháp nhiễu xạ kế tia X, sử dụng thiết bị X-ray diffractometer (Bruker-D8 Advance) thuộc Bộ môn hóa vô Khoa hóa trường ĐHKHTN-ĐHQGHN, hình 2.2 - 10 - Hình 2.2 Nhiễu xạ kế tia X- Bruker-D8 Advance 2.2.2 Phân tích cấu trúc tế vi Cấu trúc tế vi hệ mẫu phân tích phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM- Scanning Electron Microscope) hiển vi điện tử truyền qua (TEMTransmission Electron Microscope), sử dụng thiết bị Ultra-High Resolution Field Emission-SEM S-4800 Viện Khoa học Vật liệu – Viện Khoa học Việt Nam thiết bị TEM Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương Hình 2.4a Hiển vi điện tử quét SEM (Ultra-High Resolution FE-SEM S-4800) Hình 2.4b Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị SEM thông thường 2.2.3 Phân tích nhiệt vi sai Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (Defferential Scanning Callormetry – DSC) kỹ thuật phân tích nhiệt dùng để đo nhiệt độ dòng nhiệt truyền vật liệu theo hàm thời gian Phép đo cho biết định tính định lượng trình hóa lý xảy vật liệu thông qua trình thu tỏa nhiệt hay biến đổi nhiệt dung Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermal Gravity Analysis – TGA) đo biến đổi khối lượng mẫu tăng nhiệt độ Các mẫu chế tạo khảo sát thiết bị Hình 2.5 Thiết bị phân tích nhiệt DSC SDT-2960 Trung tâm Khoa học Vật (SDT-2960) liệu 2.2.4 Phương pháp đo tính chất từ - 11 - Tính chất từ mẫu xác định phương pháp VSM thông qua thiết bị từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer - VMS), thiết bị dùng để xác định từ độ mẫu hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý thiết Hình 2.7 Thiết bị từ kế mẫu bị VSM rung VSM DMS 880 - 12 - CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 3.1 Kết phân tích nhiệt vi sai Kết phân tích nhiệt mẫu xerogel sau sấy khô 100oC vòng 24h biểu diễn hình 3.1 Chúng nhận xét rằng, khoảng nhiệt độ từ 50oC đến 170oC, xem hình 3.1, có pick thu nhiệt, pick đặc trưng cho trình khử nước dư xerogel Thực tế xerogel sấy khô 24h 100oC khiến lượng nước tương đối (còn lại trình sấy) bị đuổi khỏi xerogel, gel sản phẩm gel bất thuận nghịch, nên sau sấy khô gel tái kết hợp với nước môi trường nhanh, trình khử nước đề cập Quá trình khử nước hoàn tất gần 170oC , lớn nhiệt độ bay phân tử H2O phân tử H2O đính vào lớp điện tích bề mặt phức chất (sự tách phân tử nước kết tinh), tồn mạng không gian xerogel, liên kết với thành nước bay khỏi xerogel, kéo theo phần nhiệt lượng Các pick thu nhiệt khoảng 205oC đến 350oC đặc biệt cao hẹp, chứng tỏ nhiệt độ 253 oC 307oC tương ứng hai pick diễn trình phân hủy hợp chất hữu cầu phối tử phức chất, khí bay hỗn hợp khí CO NxOy (sản phẩm cháy thành phần hữu cơ).Kết phân tích TGA mẫu cho thấy trình bay nước mẫu xerogel trọng lượng mẫu giảm 7.5%, trình phân hủy chất hữu làm trọng lượng mẫu giảm từ 54.42%, sau trình chuyển pha pha rắn trọng lượng mẫu giảm 18.08% 3.2 Cấu trúc tinh thể phân bố kích thước mẫu bột Ảnh hưởng thành phần hợp thức (tỉ lệ Sr/Fe) đến thành phần pha Bảng 3.1 biểu diễn tỉ lệ thành phần pha tồn mẫu nghiên cứu, số liệu thu bảng rút cách so sánh giá trị tương đối cường độ đỉnh nhiễu xạ Xray cực đại pha thành phần với [13] Chúng nhận thấy có số qui luật chung ảnh hưởng lớn đến tính Hình 3.1 Giản đồ DSC TGA mẫu ferit chất từ hai hệ mẫu Qui luật SrOxFe12O19, chế tạo theo phương pháp solgel citrate thứ chế độ nung 300oC/1h mẫu có xuất pha γ-Fe2O3, theo tăng lên nhiệt độ nung pha γ-Fe2O3 (pha có tính chất sắt từ) giảm dần thay vào xuất lớn lên pha α-Fe2O3 (pha thuận từ) Qui luật chung thứ hai là, xuất pha SrFe 12O19 bắt đầu xung quanh nhiệt độ nung 700oC, nhiệt độ đó, tồn song hành với pha α-Fe2O3, nhiệt độ pha sắt từ γ-Fe2O3 dần biến hệ mẫu SrM Qui luật thứ ba - 13 o chế độ nung 900 C/1h 1100oC/1h mẫu có hai pha SrFe12O19 αFe2O3 với tỉ lệ α-Fe2O3 /SrFe12O19 nhỏ 1/3 Một số điểm đặc biệt khác thu từ bảng thống kê 3.1, với tỉ số n=Fe/Sr mà nhỏ ví dụ mẫu n=5.2 5.5 chế độ nung 300oC/1h mẫu xuất pha Sr kim loại Bảng 3.1 Sự phụ thuộc thành phần pha vào chế độ nung hai hệ mẫu Mẫu/ Chế nung SrM1 SrM2 300oC/1h độ 60% γ-Fe2O3 25% α-Fe2O3 15% Sr 40% α-Fe2O3 60% γ-Fe2O3 SrM3 25% Sr 75% γ-Fe2O3 SrM4 100% γ-Fe2O3 500oC/1h 18% α-Fe2O3 82% SrFe12O19 14% α-Fe2O3 86% SrFe12O19 100% α-Fe2O3 100% α-Fe2O3 24% α-Fe2O3 76% SrFe12O19 18% α-Fe2O3 82% SrFe12O19 40% α-Fe2O3 20% γ-Fe2O3 20% SrFeO4 20% Sr 30% γ-Fe2O3 70% α-Fe2O3 15% SrFe2O5 15% SrFe12O19 30%Sr 40% α-Fe2O3 40% α-Fe2O3 60% SrFe12O19 20% α-Fe2O3 40% SrFe12O19 30% γ-Fe2O3 45% α-Fe2O3 55% SrFe12O19 71% α-Fe2O3 29% SrFe12O19 20% α-Fe2O3 21% SrFe12O19 59% γ-Fe2O3 30% α-Fe2O3 33% SrFe12O19 37% γ-Fe2O3 33% Sr4Fe6O13 77% SrFe12O19 45% Sr4Fe6O13 55% SrFe12O19 25% α-Fe2O3 75% SrFe12O19 100%SrFe12O19 23% α-Fe2O3 77% SrFe12O19 22% α-Fe2O3 78% SrFe12O19 20% α-Fe2O3 80% SrFe12O19 40% α-Fe2O3 60% SrFe12O19 27% α-Fe2O3 73% SrFe12O19 49% α-Fe2O3 51% SrFe12O19 23% α-Fe2O3 77% SrFe12O19 18% α-Fe2O3 82% SrFe12O19 27% α-Fe2O3 73% SrFe12O19 22% α-Fe2O3 78% SrFe12O19 - - SLM2 100% γ-Fe2O3 100% γ-Fe2O3 100% γ-Fe2O3 18% Fe3O4 82% γ-Fe2O3 SLM4 100% γ-Fe2O3 SLM5 100% γ-Fe2O3 1100oC/1h 40% α-Fe2O3 60% SrFe12O19 SLM1 SLM3 900oC/1h 33% α-Fe2O3 77% γ-Fe2O3 10% Sr 90% γ-Fe2O3 SrM5 700oC/1h 100% γ-Fe2O3 Thực tế, bảng 3.1, pha α-Fe2O3 hình thành từ 300oC, đến nhiệt độ 700oC/1h mẫu tồn hai pha α-Fe2O3, SrFe12O19 (●) Khi nhiệt độ nung tăng dần lên từ 700oC, 900oC, 1100oC/1h tỉ số α-Fe2O3/SrFe12O19 giảm đi, ion Sr khuếch tán vào ô mạng sở α-Fe2O3 xếp lại cấu trúc thành SrFe12O19 Nhiệt độ cao số ion Sr khuếch tán lớn tỉ số αFe2O3/SrFe12O19 tăng lên theo nhiệt độ, kết luận với đa số mẫu khảo sát khác ngoại trừ mẫu SrM3 Tại chế độ nung 900oC/1h, 1100oC/1h mẫu SrM3 có thành phần pha khác với tất mẫu khảo sát, thay phải xuất hai - 14 - pha α-Fe2O3, SrFe12O19 mẫu khác mẫu SrM3 lại xuất hai pha Sr4Fe6O13 SrFe12O19 200 SrO5.5Fe2O3 100 Lin (Counts) SrO5.7Fe2O3 100 200 SrO5.3Fe2O3 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta-deg Hình 3.2 Giản đồ XRD mẫu SrM1 Hình 3.3 Giản đồ XRD so sánh mẫu (SrO5.2Fe2O3) , nhiệt độ nung khác nung 500oC/1h nhau: 300oC (5), 500oC (4), 700oC (3), 900oC (2), 1100oC (1) (■) γ-Fe2O3, (★ ) α-Fe2O3,( ●) SrFe12O19 40 SrO6.0Fe2O3 50 Sr0.92La0.08Fe12O19 20 0 40 Sr0.94La0.06Fe12O19 SrO5.7Fe2O3 50 20 50 SrO5.3Fe2O3 ~ Lin (Counts) ~Lin (Counts) 160 Sr0.96La0.04Fe12O19 80 40 50 SrO5.5Fe2O3 Sr0.98La0.02Fe12O19 20 0 150 40 SrO5.2Fe2O3 100 Sr1.00La0.00Fe12O19 20 50 0 20 30 40 50 2-Theta-deg 60 70 20 30 40 50 60 70 2-Theta-deg Hình 3.4 Giản đồ XRD họ vật liệu Hình 3.5 Giản đồ XRD họ vật liệu Sr1o SrOnFe2O3, nhiệt độ 900oC/1h xLaxFe12O19 , chế độ 900 C/1h - 15 - Hình 3.2 biểu diễn giản đồ nhiễu xạ X-ray hệ mẫu SrM1, theo thứ tự từ lên giản đồ XRD hệ mẫu SrM1 ứng với chế độ nung với nhiệt độ từ thấp đến cao: 300oC/1h (5), 500oC/1h (4), 700oC/1h (3), 900oC/1h(2), 1100oC/1h (1) Hình 3.2 thể trực quan biến đổi thành phần pha mẫu SrM1 theo chế độ nung, hai pha γ-Fe2O3 (■), α-Fe2O3 (★ ) có đỉnh nhiễu xạ gần nhau, nên hình 3.2(5), 3.2(4) không phân biệt rõ pha Hình 3.3 so sánh giản đồ XRD mẫu SrM2, SrM3, SrM4 chế độ nung 500oC/1h Hình 3.4 so sánh giản đồ XRD mẫu thuộc hệ mẫu với chế độ nung 900o/1h Tại chế độ nung mẫu có thành phần pha SrFe12O19, đặc trưng ferit Sr, phân bố kích thước hạt trung bình tốt Hình 3.5 so sánh giản đồ XRD họ vật liệu Sr1-xLaxFe12O19 chế độ nung 900oC/1h Vì pha La pha tạp vào mẫu không làm thay đổi cấu trúc vật liệu, hệ mẫu SLM có giản đồ pha giống với giản đồ pha hệ mẫu SrM 3.3 Cấu trúc tế vi, kích thước hình dạng hạt Hình 3.6 Ảnh TEM chụp cấu trúc tế vi mẫu SrM1.4, thiêu kết 900oC /h - 16 - Hình 3.7a Ảnh SEM chụp cấu trúc tế vi mẫu SrM1.4, thiêu kết 300oC /h Hình 3.7b Ảnh SEM chụp cấu trúc tế vi mẫu Sr1-xLaxFe12O19 , thiêu kết 900oC /1h Hình 3.6, 3.7a, 3.7b, ảnh SEM, TEM chụp cấu trúc tế vi hệ bột SrM cần khảo sát Qua ảnh cấu trúc tế vi mẫu, ta thấy chế độ nung 300oC/1h, xerogel kết hợp với oxi tạo phản ứng cháy, phản ứng phân hủy chất hữu nhóm chức thành khí thoát môi trường Như biết nhóm chức hữu xerogel kết hợp với mạng phức oxo kim loại hình thành mạng không gian, phản ứng cháy xảy ra, nhóm chức thoát dạng sản phẩm cháy hữu để mạng không gian lỗ trống xen kẽ đặn hạt oxit kim loại, hình 3.7a Các hình 3.8, 3.9, 3.10 biểu diễn đỉnh nhiễu xạ XRD cực đại [114] pha SrFe12O19 ứng với góc nhiễu xạ 34o,21 tương ứng hệ mẫu hệ mẫu có chế độ nung 900oC/1h 1100oC/1h 400   300 300   200 Lin[Counts] Lin[Counts]      200  100  100      100   200                           0         33.8 34.0 300    100     Lin[Counts] 200  SrO6.0Fe2O SrO5.7Fe2O SrO5.5Fe2O SrO5.3Fe2O SrO5.2Fe2O Lin[Counts] 300 400 Sr1.00La0.00Fe12O19 Sr0.98La0.02Fe12O19 Sr0.96La0.04Fe12O19 Sr0.94La0.06Fe12O19 Sr0.92La0.08Fe12O19  34.2 34.4 34.6 34.0 34.8           34.4 2-Theta-Scale 34.8 2-Theta-Scale Hình 3.8 Giản đồ đỉnh nhiễu xạ tia X [114] Hình 3.10 Giản đồ đỉnh nhiễu xạ tia X [114] pha SrFe12O19, ứng với mẫu có chế độ pha Sr1-x LaxFe12O19, ứng với mẫu thiêu kết 900oC/1h chế độ thiêu kết 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 Hình 3.11 Giản đồ phân bố kích thước hạt trung Hình 3.9 Giản đồ đỉnh nhiễu xạ tia X [114] bình mẫu (SrO)x (La2O3)0.5x (6Fe2O3) nung pha SrFe12O19, ứng với mẫu có chế độ 3000C/1h thiêu kết 1100oC/1h - 17 - Bảng 3.2 So sánh giá trị kích thước hạt phân bố trung bình theo hai phương pháp Kích thước tinh thể, Kích thước tinh thể, Mẫu tính theo phương trình tính theo phương pháp Scherrer, nm khai triển Fourier, nm SrM1 27 25 SrM2 30 22 SrM3 31 18 SrM4 27 21 SrO5.7Fe2O3 [1 ] [2] 50 40 M [emu/g] M [emu/g] Bảng 3.2 so sánh kích thước tinh thể hệ mẫu SrM tính theo hai phương pháp khác Để tính xác kích thước tinh thể mẫu, phải chuẩn lại toàn số liệu kết XRD dạng hàm đa thức toán học, sau triển khai hàm đa thức theo chuỗi Fourier để loại hàm sai số thiết bị sai hỏng mẫu gây ra, cuối tách lấy hàm phân bố chuẩn kích thước hạt Tiếp tục sử dụng phương trình Scherrer hàm phân bố chuẩn thu kết xác biểu diễn bảng 3.2 3.4 Tính chất từ Sự phụ thuộc đường cong từ trễ hệ mẫu vào nhiệt độ thiêu kết Quá trình hình thành mẫu bột SrFe12O19 kích thước nano trình chuyển pha feri từ mềm sang pha ferit từ cứng Hình 3.12 biểu diễn phụ thuộc đường cong từ trễ mẫu SrM4 vào nhiệt độ thiêu kết Tại nhiệt độ thiêu kết 300oC/h, đường cong từ trễ mẫu đường tử trễ hẹp có HC, MS thấp; nhiệt độ 500oC/h, đường cong từ trễ mẫu hẹp có M S cao (gấp đôi mẫu SrM1.1) Sự biến đổi mạnh từ độ bão hòa hạt có xu hướng khuếch tán lẫn hình thành lên hạt oxit hoàn chỉnh độc lập nhiệt độ tăng từ 300oC lên 500oC SrO5.5Fe2O3 SrO5.3Fe2O3 [3] [4] 30 60 40 20 20 10 -15000 -10000 -5000 -10 [5] 5000 10000 15000 -15000 -10000 -5000 -20 5000 10000 15000 H [Oe] H [Oe] -20 -30 -40 -40 -50 Hình 3.12 Đường cong từ trễ mẫu SrM4 -60 Hình 3.13 Đường cong từ trễ mẫu SrM2 - 18 - phụ thuộc vào chế độ nung, SrM3 thiêu kết 900oC/1h o o o 300 C/1h (5), 500 C/1h (4), 700 C/1h (3), 900oC/1h(2), 1100oC/1h (1) Đường cong từ trễ hệ mẫu thiêu kết 900oC cho thông số tính chất từ lý tưởng Nếu chế độ nung 500oC đường cong từ trễ mẫu thể tính ferit từ mềm 700oC/1h thể cạnh tranh hai pha từ cứng từ mềm, 900oC/1h đường cong từ trễ mẫu thể thắng pha từ cứng SrFe12O19 Từ tính tuyệt vời kết hợp với kích thước trung bình cỡ nanô met cho mong đợi ứng dụng tốt Sự phụ thuộc đường cong từ trễ vào tỉ lệ Sr/Fe Trong hệ mẫu khảo sát mẫu SrM5 cho kết XRD đơn pha magnetoplumbite nhất, tính chất từ chúng không hoàn chỉnh tính toán lý thuyết Thay vào đó, mẫu SrM1 chưa có cấu trúc tinh thể hoàn chỉnh SrM5, lại phát huy ưu điểm hình dạng, kích thước thang nanô, từ thể tính chất từ vượt trội Ngược lại, mẫu SrM2và SrM3 lại cho tính chất từ hạn chế, hạn chế phụ thuộc nhiều vào pha hình thành mẫu Hình 3.13 biểu diễn đường cong từ trễ mẫu SrM2 SrM3 nung chế độ 900oC/1h, đường cong từ trễ SrM3 có từ độ bão hòa thấp mẫu SrM2 mẫu khác, điều pha Sr4Fe6O13/ SrFe12O19 lớn, từ độ mẫu thấp, việc xuất pha Sr4Fe6O13 lợi cho từ tính mẫu, ngược lại làm giảm từ độ mẫu thấp mẫu khác Hình 3.14 biểu diễn đường cong từ trễ mẫu SrM1, SrM4 SrM5, nung chế độ 900 oC/1h Cả ba mẫu có tính chất từ tôt, tương đối đồng Kết hợp bảng 3.3, ta nhận thấy mẫu SrM1 cho giá trị HC= 6120 Oe, giá trị lớn, tương đối gần với giá trị lý thuyết Hơn xem lại bảng 3.1, thấy mẫu có tỉ số thành phần pha α-Fe2O3 /SrFe12O19 nhỏ, điều làm cho mẫu có tính chất từ tốt mẫu nghiên cứu khác Bảng 3.3 So sánh kích thước hạt tinh thể & tính chất từ mẫu có thành phần tỉ lệ Fe/Sr chế độ nung khác (từ trường 13.5kOe) Thiêu kết 900C/1h Thiêu kết 1100C/1h Kích Kích Mẫu n HC Mmax HC Mmax thước tinh Mr thước tinh Mr (Oe) (emu/g) (Oe) (emu/g) thể, nm thể, nm SrM1 5.2 28 6120 48 32 27 5900 45 25 SrM2 5.3 22 28 4700 50 28 28 4700 48 SrM3 5.5 18 19 4700 29 22 4700 38 33 SrM4 5.7 21 27 5850 47 36 27 5620 46 SrM5 6.0 23 29 5960 34 15 5740 27 51 So sánh số kết nghiên cứu ferit Sr ferit Sr-La chế tạo phương pháp khác - 19 - M [emu/g] Bảng 3.4 So sánh kích thước tính chất từ mẫu có phương pháp chế tạo khác Phương pháp chế tạo Nhiệt độ xuất Lực kháng từ [Oe] đo pha SrM từ trường 13,5 kOe o o Gốm [8] 1000 C-1200 C 1760 o o Đồng kết tủa [15] 900 C-1000 C 3750 o Solgel citrate < 700 C 6100 Bảng 3.2 cho thấy khác biệt tính chất từ mẫu chế tạo theo phương pháp khác nhau, phương pháp solgel citrate thực phức tạp hơn, bù lại mẫu chế tạo theo phương pháp lại cho tính chất từ tốt 3.5 Tính chất từ ferit Sr1xLaxFe12O19 SrO6Fe O SrO5.7Fe O (x=0.08;0.06;0.04;0.02;0.00) SrO5.2Fe O Bảng 3.4 tổng kết số liệu thu từ kết đo VSM hệ mẫu ferit La1-xSrxFe12O19 có chế độ nung nhiệt độ 900oC/1h 1100oC/1h Qua H [Oe] giá trị tổng hợp bảng 3.4 bảng 3.1 nhận thấy, với tỉ lệ La pha tạp định giá trị cảm ứng bão hòa hệ mẫu tăng lên Ion La+3 pha tạp thay vị trí ion Sr+2, để đảm Hình 3.14 Đường cong từ trễ mẫu SrM1, toàn điện tích dương, lượng ion SrM4 SrM5, chế độ 900oC/1h Fe+3 tương đương bị chuyển ion Fe+2 Moment từ ion Fe+2 có giá trị 4B Fe+3 có giá trị 5B, theo tự nhiên môment từ độ hệ mẫu phải giảm xuống Nhưng thực tế cho thấy từ độ mẫu nói chung lại tăng lên, xem bảng 3.4, ion Fe+2 có bán kính ion nhỏ có hội chiếm vào vị trí tứ diện bát diện, lưỡng chóp tam giác nhau, việc pha tạp La khiến ion Fe +2 chiếm vị trí thuận lợi làm tăng giá trị tương tác trao đổi, làm tăng giá trị từ độ hệ mẫu Bảng 3.5 So sánh kích thước hạt tinh thể & tính chất từ hệ mẫu có thành phần tỉ lệ La/Sr chế độ nung khác (từ trường 13.5kOe) 3 60 40 20 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 -20 -40 -60 x 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 Ts 9000C HC(Oe) M(emu/g) 5958 51.39 5441 54.41 5579 34.50 5894 57.70 5781 54.11 Ts 11000C HC(Oe) M(emu/g) 5739 49.43 4393 54.40 5865 28.84 5920 57.94 5888 57.52 - 20 - CHƯƠNG Một số kết thử nghiệm ứng dụng Sau chế tạo thành công hệ mẫu, khảo sát tính chất hấp thụ sóng Radar dải sóng siêu cao tần (bước sóng cm), từ 8GHz đến 12GHz vật liệu Mẫu bột sau thiêu kết 900oC/1h, nghiền phân tán máy nghiền bi vòng 8h, bột nghiền tiếp tục sàng kỹ trước đưa bột vào trộn với epoxy đóng rắn Do bột ferit chế tạo mịn nên tỉ lệ trộn khối lượng bột ferit/ khối lượng nhựa epoxy > 3/7, hỗn hợp bột ferit - nhựa trộn với chất rắn, sau trải thành bề mặt kính xử lý chống dính Sau 24h, hỗn hợp bột-nhựa đóng rắn thành vuông (10cm x10cm), dày ~1mm, tách khỏi kính Hình IV.1 Thiết bị Network Analyzer - Hình IV.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo tổn hao phản N5242AU, Viện Rađa xạ tổn hao truyền qua mẫu nghiên cứu Các mẫu khảo sát thông số tổn hao truyền qua tổn hao hấp thụ vật liệu ferit cho kết tương đối khả quan, mẫu cho tổn hao truyền qua -3.7dB (11.2GHz) tổn hao phản xạ cao lên đến -14.5 dB (10GHz) -29 dB (10GHz) mẫu (có tỉ lệ bột ferit lớn 60%) Hình 4.3, 4.4, 4.5 thể kết thu từ thực nghiệm Bảng 4.1 So sánh thông số S11, S21 mẫu nghiên cứu nước Mẫu S11 (dB) S21(dB) 8GHz 9GHz 10GHz 11GHz 12GHz Min Max Ấn độ (xốp) -10 -12 -13 -10 -11 -17 -19 Các mẫu đo Thụy sĩ -7 -10 -9 -7 -14 -61 -70 có độ dày (composite) lớn Thụy sĩ -13 -13 -13 -10 -9 -12 -24 >15cm (lưới) Mấu -18 -5 -14 -3 -8 -1 -3 Dày 1mm - 21 - Hình 4.3 Sự phụ thuộc tần số dải X đến thông số tổn hao phản xạ (S11) tổn hao truyền qua (S21) mẫu Hình 4.4 Sự phụ thuộc tần số dải X đến thông số tổn hao phản xạ (S11) tổn hao truyền qua (S21) mẫu Hình 4.6, 47 mẫu đo tổn hao phản xạ tổn hao điện môi không khí kim loại, hai mẫu để so sánh với mẫu nghiên cứu Đối với mẫu tầm kim loại tổn hao phản xạ không, sóng điện từ phản xạ 100% với kim loại, tổn hao tuyền qua lớn, sóng điện từ không truyền qua kim loại Hình 4.5 Sự phụ thuộc tần số dải X đến thông số tổn hao phản xạ (S11)và tổn hao truyền qua (S21) mẫu - 22 - Hình 4.6 Sự phụ thuộc tần số dải X đến thông số tổn hao phản xạ (S11) tổn hao truyền qua (S21) không khí Hình 4.7 Sự phụ thuộc tần số dải X đến thông số tổn hao phản xạ (S11) tổn hao truyền qua (S21) kim loại - 23 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chế tạo thành công hệ mẫu bột ferit SrOnFe2O3 (n= 5.2, 5.3, 5.5, 5.7, 6.0) LaxSr1-xFe12O19 (x= 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) theo phương pháp sol-gel citrate Các mẫu chế tạo thu có dạng hình kim (30nm/200nm)và kích thước nano mét (20-40nm) Khảo sát ảnh hưởng thành phần hợp thức, tạp chất La+3 công nghệ chế tạo ferit đến cấu trúc tính chất từ hệ mẫu - So sánh tính chất từ mẫu chế tạo theo phương pháp đồng kết tủa phương pháp solgel citrate, cho thấy tính chất từ hệ mẫu chế tạo theo phương pháp solgel tốt hẳn - Tại chế độ nung 900oC, hệ mẫu bột ferit SrOnFe2O3 Sr1-xLaxFe12O19 cho tính chất từ tốt nhất, HC = 6.13 kOe (13.5kOe) ứng với mẫu SrO5.2Fe2O3 - Khi pha tạp La+2, ứng với x=0.06 chế độ nung 900 oC/1h 1100oC/1h cho giá trị từ độ (tại từ trường H= 13.5kOe) tương đối lớn: M=58 emu/g Với kết khảo sát thu được, nhận thấy nhiều hướng ứng dụng tốt hệ mẫu lĩnh vực chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ cao siêu cao tần (một số kết khảo sát đưa chương 4), vật liệu chế tạo nam châm lượng từ cao Trên kết bước đầu việc nghiên cứu, chế tạo vật liệu ferit nanô nói chung ferit từ cứng kích thước nanô nói riêng Chúng mong muốn tạo điều kiện tiếp tục hướng nghiên cứu loại vật liệu nano bước đầu đưa vào sử dụng công nghệ quốc phòng [...]... 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 - 23 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Chế tạo thành công hệ mẫu bột ferit SrOnFe2O3 (n= 5.2, 5.3, 5.5, 5.7, 6.0) và LaxSr1- xFe12O19 (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... 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 Sr1-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 thước và hình dạng hạt Hình 3.6 Ảnh TEM chụp cấu trúc tế vi của mẫu SrM1.4, thiêu kết... 38 33 SrM4 5.7 21 27 5850 47 36 27 5620 46 SrM5 6.0 23 29 5960 34 15 5740 27 51 So sánh một số kết quả nghiên cứu ferit Sr và ferit Sr-La được chế tạo bằng các phương pháp khác nhau - 19 - 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 Lực kháng từ [Oe] đo hiện pha SrM tại từ trường 13,5 kOe o o Gốm [8] 1000 C-1200 C 1760... nhiệt độ của Br có giá trị cỡ -0,2%/K: B  r Br2  Br1 Br2 T2  T1   0,2% / K (1.9) -9- CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Phương pháp chế tạo Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi đã chế tạo ba hệ mẫu: - Hệ ferit Sr thuần SrO.nFe2O3 (bảng 2.1), với n = (5.2; 5.3; 5.5; 5.7; 5.8;), xét ảnh hưởng của thành phần hợp thức đến tính chất của ferit - Hệ mẫu ferit Sr pha tạp La, Sr1-xLaxFe12O19 (bảng... 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 Sr1xLaxFe12O19 SrO6Fe O SrO5.7Fe O (x=0.08;0.06;0.04;0.02;0.00) SrO5.2Fe O Bảng 3.4 tổng kết các số liệu thu được từ kết quả đo VSM của hệ mẫu ferit La1-xSrxFe12O19 có chế độ nung ở nhiệt độ... /h - 16 - 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 300oC/1h, các xerogel kết hợp với oxi tạo ra phản ứng cháy, phản ứng này... ta còn thấy 3 mẫu 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 Kích Kích Mẫu n HC Mmax HC Mmax thước tinh Mr thước tinh Mr (Oe) (emu/g)... với các mẫu có cùng chế độ tại 3000C/1h thiêu kết 1100oC/1h - 17 - Bảng 3.2 So sánh giá trị kích thước hạt phân bố trung bình theo hai phương pháp Kích thước tinh thể, Kích thước tinh thể, Mẫu tính theo phương trình tính theo phương pháp Scherrer, nm khai triển Fourier, nm SrM1 27 25 SrM2 30 22 SrM3 31 18 SrM4 27 21 SrO5.7Fe2O3 [1 ] [2] 50 40 M [emu/g] M [emu/g] Bảng 3.2 so sánh kích thước tinh thể... hưởng của thành phần hợp thức đến tính chất của ferit Bảng 2.1 Hệ mẫu SrOnFe2O3 Mẫu SrM1 SrM2 SrM3 SrM4 SrM5 n 5.2 5.3 5.5 5.7 6.0 Bảng 2.1 Hệ mẫu Sr1-xLaxFe12O19 Mẫu SFM1 SFM2 SFM3 SFM4 SFM5 x 0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 Hình 2.1 Sơ đồ chế tạo bột ferit SrM theo phương pháp solgel citrate 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phân tích cấu trúc tinh thể Cấu trúc tinh thể của hệ mẫu được khảo sát bằng phương ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thành Công CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU FERIT CẤU TRÚC LỤC GIÁC Sr1-xLaxFe12O19 CÓ KÍCH THƯỚC NANÔ Chuyên ngành: Vật liệu Linh kiện... khối R cấu trúc M khối T cấu siêu trao đổi cấu trúc M Y trúc Y Trong khối T cấu trúc Y có hai lớp chứa Bari liền kề 1.2 TÍNH CHẤT TỪ 1.2.1 Tương tác trao đổi cấu trúc M Do tương đồng mặt cấu trúc. .. thức hóa học BaFe12O19 = BaO.6Fe2O3 [1, 2], oxit phức cấu trúc lục giác 1.1.2 Cấu trúc lục giác xếp chặt Hình 1.2 biểu diễn trật tự cấu trúc lục giác xếp chặt, ion A, ion B, ion C kí hiệu hình ion