การสังเคราะห์ผงผลึกนาโนแม่เหล็ก Co0.6Zn0.4Fe1.7Mn0.3O4 อย่างง่าย ที่มีค่าแมกนีไตเซชันสูงด้วยวิธีการเผาไหม้ของแข็ง

The Simplified Synthesis of Co0.6Zn0.4Fe1.7Mn0.3O4 Magnetic Nanopowders with High Magnetization by Solid-State Combustion Technique

Abstract

วัตถุประสงค์และที่มา : งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการสังเคราะห์ผงผลึก Co0.6Zn0.4Fe1.7 Mn0.3O4 (CZFMO) อย่างง่ายด้วยวิธีการเผาไหม้ของแข็ง โดยใช้ไกลซีนเป็นเชื้อเพลิงและใช้สารตั้งต้นเป็นสารประกอบไนเตรต วิธีดำเนินการวิจัย : การสังเคราะห์ผงผลึกแม่เหล็ก Co0.6Zn0.4Fe1.7 Mn0.3O4 (CZFMO) อย่างง่ายด้วยวิธีการเผาไหม้ของแข็ง โดยใช้ไกลซีนเป็นเชื้อเพลิงและใช้สารตั้งต้นเป็นสารประกอบไนเตรต อัตราส่วนของสารตั้งต้นต่อเชื้อเพลิงเป็น 1:4.27 โดยโมล แคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 – 800oC เป็นเวลา 2 h ผลการวิจัย : พบว่าผงผลึก CZFMO แคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 - 800oC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง แสดงเฟสที่บริสุทธิ์ของโครงสร้างสปิเนลแบบลูกบาศก์ สอดคล้องกับฐานข้อมูลมาตรฐาน JCPDS 221086 อนุภาคผงผลึก CZFMO แคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 - 800oC เป็นเวลา 2 h เกาะเป็นกลุ่มหนาแน่น ขนาดอนุภาคเฉลี่ยมีขนาดเพิ่มขึ้นจาก 70 เป็น 150 nm เมื่ออุณหภูมิแคลไซน์เพิ่มขึ้น สมบัติแม่เหล็กของผงผลึก CMZFO แคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 - 800oC แสดงสมบัติแม่เหล็กแบบเฟร์โรแมกเนติกแบบอ่อนในทุกตัวอย่าง ค่าแมกนีไตเซชันอิ่มตัว (Ms) ค่าแมกนีไตเซชันคงค้าง (Mr) และค่าสนามแม่เหล็กลบล้าง (Hc) อยู่ระหว่าง 67.60-116.64 emu/g 14.50 - 33.52 emu/g และ 7.30 - 26.45  Oe ตามลำดับ สรุปผลการวิจัย : ที่อุณหภูมิแคลไซน์ 750oC ผงผลึก CMZFO มีค่า Ms Mr และ Hc สูงที่สุด ซึ่งมีค่าเป็น 116.64 emu/g 33.52 emu/g และ 26.45 Oe  ตามลำดับ  Background and Objectives: The aim of this work, the simplified synthesis of magnetic crystal powder Co0.6Zn0.4Fe1.7 Mn0.3O4 (CZFMO) via solid-state combustion techniques was studied Methodology: The simplified synthesis of magnetic crystal powder Co0.6Zn0.4Fe1.7 Mn0.3O4 (CZFMO) via solid-state combustion technique was prepared by using glycine as fuel, and raw materials with nitrate compounds. The molar ratio of the fuel to the raw materials was 1:4.27, and calcined temperatures were in the range of 500–800oC. Main Results: It was found that the CZFMO powders with a calcined temperature between 500 and 800oC for 2 h showed a pure spinel structure with a cubic structure, which corresponded to JCPDS no. 221086. The particles of the CZFMO powders at a calcined temperature of 500–800oC for 2 h exhibited an agglomerated form. The average particle size increased from 70 to 150 nm when the calcination temperature increased. The magnetic properties of CZFMO powders calcined at temperatures of 500–800oC for 2 h showed soft ferromagnetic properties in all samples. The values of magnetization (Ms), remnant magnetization (Mr), and coercive field (Hc) were in the range of 67.60–116.64 emu/g, 14.50–33.50 emu/g, and 7.30–26.45 Oe, respectively. Conclusions: At a calcined temperature of 750oC, the CMZFO powder exhibited the highest values of Ms, Mr, and Hc at 116.64 emu/g, 33.5 emu/g, and 26.45 Oe, respectively.