منصة الرسائل والاطاريح: MgAl2O4 على خصائص Sc+3و Fe+3 تأثير التشويب بأيونات

الخلاصة

الاسبنيل ألومينات المغنيسيوم ( )MgAl2O4هو أحد أشهر أنواع المواد الخزفية لأكسيد المعادن بخصائص خاصة. تم تصنيع البلورات النانوية من الاسبنيل ( )MgAl2O4المشوبة وغير المشوبة بطريقة sol – gelباستخدام نترات الألومنيوم، نترات المغنيسيوم، نترات الحديد، نترات سكانديوم وحمض الستريك كمواد اولية مع نسبة مولارية .Al / Mg =2بعد الحصول على مسحوق جاف، تمت معالجة السلائف بالحرارة عند درجات الحرارة المرغوبة ( 088درجة مئوية) لمدة 4ساعات بمعدل 5درجات مئوية / دقيقة. في البحث الحالي، تم تحضير مجموعتين رئيسيتين من الومينات المغنسيوم المشوبة والغير مشوبة. المجموعة الأولى هي MgAl1.95Fe0.05-( ( والمجموعة الثانية هيx=0.0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05( ) النانوية حيث انMgAl2-xFexO4( .(y=0.0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05) ) النانوية حيث انyScyO4 أظهرت نتائج XRDللعينات غير المشوبة والمشوبة بان جميع العينات تتكون من تركيب بلوري موحد مع مجموعة واحدة من القمم المطابقة مع المرحلة التكعيبية لطور MgAl2O4النانوية. بالإمكان الاستنتاج من نتائج تحليل XRDبان العينات المشوبة تعرضت للتزحيف الى مقدار اقل من زاوية 2θفي مخطط XRDمما ادى الى تغير في المسافة بين المستويات و طول وحدة الخلية البلورية و حجم الكريستالات، والتي تغيرت جميعها طبقا لنسبة الإضافة. واظهرت نتائج التركيب الجزئي باستخدام مطياف FTIRإلى تكوين MgAl2O4الاسبنيل حيث تظهر القمم في حدود cm-1 , 690-535اما بالنسبة للعينات المشوبة والغير مشوبة ل ( )MgAl2-xFexO4النانوية و( )MgAl1.95Fe0.05-yScyO4النانوية بانها جميعها تمتلك نفس الهيكل التركيبي . وان العينات المشوبة حصل فيها تغيير في عرض القمم والشدة نتيجة لزيادة الاستبدال بأيونات Fe+3و Sc +3في منطقة البصمة والتي تتراوح بين .1000-400 cm-1 ومن صور اختبار SEMبينت شكل الدقائق النانوية بانها اشكال غير منتظمة بشكل كاف، تكون بشكل زاوي او تشبه الصفائح او شبة كروية وتحتوي على قنوات مسامية بسب تراكم الجزيئات. وان نقاوة جميع العينات تم تأكيدها بواسطة فحص .EDXكما لوحظ من صور اختيار TEMبينت شكل الدقائق النانوية بانها اشكال كروية او شبة كروية مع تداخلات اشكال ابرية ناتجة من نسب إضافات ايون Sc+3وأظهرت النتيجة أن حجم الحبيبات لكل من العينات المشوبة والغير مشوبة كان مرك ًزا في نطاق -08 58نانومتر. تم استخدام STMلدراسة أبعاد جسيمات ألومينات المغنيسيوم المكلسة وغير المشبعة لفهم أفضل للظواهر الفيزيائية الأساسية حيث MgAl2-xFexO4كانت هناك جسيمات أكبر ومجموعات من الجسيمات يرجع متوسط أحجام العالية للجسيمات إلى Fe+ 3 أيون، مما يؤدي إلى تكثيف نمو الجسيمات الفردية. المساحة السطحية المحددة للمساحيق المحترقة يمكننا أن نرى أن لها طابع مسامي بسبب التكليس، حيث أظهرت انخفا ًضا واض ًحا في مساحات السطح لأن الجسيمات الأولية ذات الحجم الميكرومتر الفرعي قد تكتلت إلى جزيئات ثانوية أكبر. وعينات MgAl1.95Fe0.05-yScyO4النانوية لها نفس الإطار، لكن العينات المشوبة ب Fe+3و Sc+3لها تباين في البقع الداكنة والمشرقة في مقياس يتميز بأبعاد النانومتر. ان نتائج المغناطسية تم قياسها بواسطة فحص .VSMحيث أظهرت النتائج ان قيم التشبع المغناطيسي Msتعتمد على نسب التشويب. وان اقصى قيمة مغناطسييه لمجموعة MgAl2-xFexO4النانوية هي عند x=0.05لعينة MgAl1.95Fe0.05O4بينما سجلت اقصى قيمة مغناطسية لمجموعة MgAl1.95Fe0.05-yScyO4النانوية عندما y=0.04لعينة .MgAl1.95Fe0.01Sc0.04O4 ان نتائج المغناطسية افترضت ان كلا الايونين التشويب Fe+3و Sc +3وبنسب مختلفة وفجوات الاوكسجين تؤدي دور مهما وإضافة الى ذلك ظهور ثلاث أنواع من حلقات الهستيريا