تاثیر نانولوله‌های کربنی در بهبود رفتار الکترومغناطیسی نانوذرات هگزافریت نوع w آلاییده شده با کاتیون‌های منگنز و کلسیم

مقابله با اثرات مخرب امواج الکترومغناطیس نیاز به موادی با قابلیت تلفات انرژی مغناطیسی و انرژی الکتریکی دارد. اینگونه مواد عمدتاً متشکل از یک ماده مغناطیسی و یک ماده رسانای الکتریکی است. در تحقیق حاضر، در ابتدا نانوذرات فریت استرانسیوم آلاییده شده با منگنز و کلسیم با فرمول srco2-x(mn ca)x/2fe16o27 (x=0-0/5) به روش هم‌رسوبی سنتز شدند. سپس این نانوذرات به همراه نانولوله‌های کربنیِ عامل‌دار شده (با نسبت حجمی 1 تا 5 درصد)، کامپوزیتی گردید. از آنالیزهای پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، مغناطومتر نمونه ارتعاشی و آنالیزگر شبکه‌برداری برای بررسی خواص ساختاری، مغناطیسی و مایکروویو نمونه‌ها استفاده گردید. نتایج الگوی پراش پرتو ایکس نشان داد که فاز فریت استرانسیوم در همه ترکیبات تشکیل گردیده و اثری از حضور هرگونه ناخالصی ها در نمونه‌ها وجود نداشت. نتایج میکروسکوپی الکترونی نیز نشان داد که نانوذرات فریتی دیواره خارجی نانولوله‌های کربنی را به‌طور کامل پوشش داده‌اند. نتایج آزمون مغناطومتری نیز نشان داد که با افزایش میزان کاتیون‌های منگنز و کلسیم در فریت استرانسیوم، مغناطش اشباع کاهش و نیروی پسماندزدا افزایش یافته است. تلفات انعکاس نیز در نمونه‌های کامپوزیتی به میزان حداقل 30 درصد بیشتر از نمونه‌های فریتی بود. بیشترین تلفات انعکاس (42/7- دسی‌بل در فرکانس تشدید 12/1 گیگا هرتز) مربوط به نمونه نانوکامپوزیتی حاوی 5 درصد حجمی از نانولوله کربنی بود. البته براساس نتایج، نمونه حاوی 4 درصد حجمی از نانولوله کربنی پهنای باند جذب بیشتری نسبت به سایر نمونه‌ها داشت.

the effect of carbon nanotubes in improving the electromagnetic behavior of w-type hexaferrite nanoparticles doped with mn and ca cations

dealing with the destructive effects of electromagnetic waves requires materials with the ability to lose magnetic and electrical energies. these materials are mainly composed of a magnetic material and an electrically conductive material. in the present research, at first, strontium ferrite nanoparticles doped with manganese and calcium with the formula of srco2-x(mn ca)x/2fe16o27 (x=0.0-0.5) were synthesized by co-precipitation method. then these nanoparticles were composited together with functionalized carbon nanotubes (with a volume ratio of 1 to 5%). x-ray diffraction analysis, fourier transform infrared spectroscopy, field emission scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometer, and vector network analyzer were used to investigate the structural, magnetic, and microwave properties of the samples. the x-ray diffraction pattern results showed that the strontium ferrite phase was formed in all compounds, and there was no evidence of any impurities in the samples. fe-sem results indicated that the particles completely covered the outer walls of the carbon nanotubes. magnetometer test results also showed that with an increase in the amount of manganese and calcium cations in strontium ferrite, the saturation magnetization decreased and the coercive force increased. reflection losses were also at least 30% higher in composite samples than those of in ferrite samples. the highest reflection loss (7.42 db at a frequency of 1.12 ghz) was observed in the nanocomposite sample containing 5% by volume of carbon nanotubes. however, based on the results, the sample containing 4% by volume of carbon nanotubes had a wider absorption bandwidth compared to other samples.