การสังเคราะห์ผงผลึกแม่เหล็ก Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 ที่มีค่าแมกนีไตเซชันสูงด้วยวิธีการเผาไหม้ของแข็งอย่างง่าย

The Synthesis High Magnetization of Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 Magnetic Powders by Simplified Solid State Combustion Technique

Abstract

งานวิจัยนี้การศึกษาการเตรียมผงผลึกแม่เหล็กที่ให้ค่าแมกนีไตเซชันสูง และศึกษาผลของอุณหภูมิแคลไซน์ (850-1150 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง) ที่มีต่อโครงสร้างผลึก โครงสร้างจุลภาคและสมบัติแม่เหล็กของผงผลึก Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 โดยผงผลึกสังเคราะห์ด้วยวิธีการเผาไหม้ของแข็งแบบง่าย โดยใช้ไกลซีนเป็นเชื้อเพลิง ศึกษาโครงสร้างผลึก โครงสร้างจุลภาค และสมบัติแม่เหล็กของผงผลึก พบว่าผงผลึก Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 แสดงโครงสร้างการ์เนตแบบคิวบิก และพบว่าผงผลึกบริสุทธิ์ของ Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 ได้จากตัวอย่างแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง โครงสร้างจุลภาคของผงผลึก Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 มีลักษณะค่อนข้างกลมและเกาะกลุ่มกัน ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของผงผลึกมีขนาดเพิ่มขึ้นจาก 0.38 ± 0.10 ถึง 1.98 ± 0.62 ไมโครเมตร เมื่ออุณหภูมิแคลไซน์เพิ่มขึ้นจาก 850 ถึง 1050 องศาเซลเซียส อนุภาคของผงผลึกมีการหลอมตัวเมื่ออุณหภูมิแคลไซน์สูง (1100-1150 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง) ค่า Ms ของผงผลึก Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 โดยตรวจวัดที่อุณหภูมิ 300 และ 50 เคลวิน มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิแคลไซน์เพิ่มขึ้น สำหรับค่า Mr ของผงผลึก Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 พบว่าค่า Mr แสดงการเปลี่ยนแปลงไม่เป็นนัยสำคัญ เมื่ออุณหภูมิแคลไซน์เพิ่มขึ้น   In this work, the preparation high magnetization of magnetic powders were study and the effects of calcination temperature (850-1150oC for 2 h) on the crystal structure, microstructure and magnetic properties of the Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12powders were investigated. The powders were synthesized by simplified combustion technique. Glycine was used as fuel. The crystal structure, microstructure, and magnetic properties of the powders were studied. It was found that the Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12  powders showed garnet structure with cubic and the pure Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 powder was observed from the sample calcined at 1100oC for 2 h. The microstructure of the Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 powders exhibited an almost spherical shape and an agglomerated form. The average particle size increased from 0.38 ± 0.10 to 1.98 ± 0.62 mm when calcination temperature increased from 850 to 1050oC. The particle of powder melt when calcination was higher temperature (1100-1150 oC for 2 h). The Ms value of Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 powders with measuring at temperature of 300 and 50 K increased when calcination temperature increased. For the Mr value of Y2.7Bi0.3Fe4.7Mn0.3O12 powders, it was found that the change of the Mr value was no significant when the calcination temperature increased.