فریت هگزاگونال نوع- w، دارای فرمول عمومی است که A در آن می¬تواند عناصر Ba، Pb یا Sr و Me یک کاتیون دوظرفیتی مثل Ni، Fe یا Co باشد. این نوع فریت¬ها با ناهمسانگردی تک محوری نه تنها دارای ناهمسانگردی بلوری بزرگ می¬باشند، بلکه دارای مغناطش اشباع و وادارندگی مغناطیسی بالا نیز هستند؛ به همین علت امروزه در صنایع مختلف مورد توجه قرار دارند. در این پایان¬نامه نانوساختارهای هگزافریت نوع w با ترکیبPbCo2Fe16O27 با روش سل-ژل خوداحتراقی ساخته شد و اثرات دما و زمان برخواص ساختاری،‌ ریخت¬شناسی، مغناطیسی، اپتیکی و دی¬الکتریکی نانوساختارهای PbCo2Fe16O27 قرار گرفت.خواص ساختاری، ریخت شناسی، مغناطیسی، اپتیکی و دی¬الکتریکی نانوساختارهای PbCo2Fe16O27بعد از استفاده از روش توزین حرارتی (TG/DTA)؛ توسط الگوی پراش پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) طیف سنج مرئی- فرابنفش (UV-vis spee)، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، مغناطیس¬سنج نمونه ارتعاشی (VSM) و LCR-meter اندازه¬گیری شد. نتایج به دست آمده نشان می¬دهند بهترین دما و زمان پخت به¬منظور تهیه نانوساختار PbCo2Fe16O27به¬ترتیب Ϲº600 و 4 ساعت می¬باشد. در این دما و زمان پخت، مغناطش اشباع و پسماند مغناطیسی بیشترین مقدار را دارد. نتایج به دست آمده از اندازه¬گیری‌های خواص دی¬الکتریک نمونه-ها نیز نشان می¬دهد در دماها و زمان¬های پخت مختلف ثابت دی¬الکتریک نسبی و اتلاف د¬ی¬الکتریک تمام نمونه¬ها با افزایش فرکانس، کاهش یافته و رسانندگی الکتریکی ac آن¬ها در فرکانس¬های بالا روند افزایشی دارد.

فریت¬های اسپینلی دارای فرمول کلی MFe2O4 می¬باشند که در آن¬ها M می¬تواند یک یون فلزی دو ظرفیتی از قبیلMn,Zn و Sr باشد. این فریت¬ها کاربردهای وسیعی در عرصه¬های پزشکی و صنعتی دارند. خواص مغناطیسی و اپتیکی فریت¬های اسپینلی به¬اندازه بلورک¬ها، ریخت¬شناسی، ناخالصی و توزیع کاتیون¬ها در مکان¬های چهاروجهی و هشت¬وجهی بستگی دارد. در این پایان¬نامه، پس از ساخت نانوذرات فریت اسپینلی استرانسیوم (SrFe2O4) به¬روش سل- ژل، تاثیر دما و زمان، بر خواص ساختاری، ریزساختاری، مغناطیسی، دی¬الکتریکی و اپتیکی بررسی گردیده است. خواص ساختاری، ریزساختار و ریخت¬شناسی نمونه¬های ساخته¬شده توسط آنالیز توزین حرارتی (TG/DTA) ، الگوی پراش پرتوی ایکس(XRD) ، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف مادون قرمز تبدیل فوریه(FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت. هم¬چنین خواص مغناطیسی، دی¬الکتریکی و اپتیکی نمونه¬های تهیه شده ¬به¬ترتیب توسط مغناطیس¬سنج نمونه ارتعاشی (VSM) ،LCR متر، طیف¬سنجی فرابنفش -مرئی (UV-visible) و طیف¬سنجی فوتولومینسانس (PL) مورد مشخصه¬یابی قرار گرفتند. حلقه¬های پسماند تمامی نمونه¬ها نشان داد که با افزایش دما و زمان پخت میدان وادارندگی افزایش می-یابد. هم¬چنین مطالعات نوری نشان داد که گاف انرژی فریت اسپینلی استرانسیوم با افزایش دمای پخت کاهش می¬یابد. نتایج حاصل از طیف فوتولومینسانس (PL) برای نانوذرات (SrFe2O4) یک قله را که مربوط به¬گذار اکسایتونی است ، نشان می¬دهد؛ هم¬چنین افزایش دمای پخت تا دمای oC900 تغییر محسوسی در طول موج بیشینه در طیف گسیل ایجاد نکرده است. برای بررسی دمای کوری فریت اسپینلی استرانسیوم از روش ترازوی فارادی استفاده شد. نتایج اندازه¬گیری¬های نشان داد که بهترین دما و زمان پخت برای تهیه نانوذرات (SrFe2O4)، دمای 700oC به¬مدت 4 ساعت می¬باشد. نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬های دی‌الکتریک تمام نمونه¬ها نشان داد که ثابت دی¬الکتریک و اتلاف دی¬الکتریک با افزایش فرکانس، کاهش می¬یابد؛ در حالی‌که با افزایش فرکانس، رسانندگی الکتریکیac افزایش می¬یابد که نحوه این تغییرات توسط مدل ماکسول- واگنر مورد بررسی قرار گرفت.

فریت¬های هگزاگونال نوع M با فرمول عمومی MFe12O19 که در آن Pb و Sr ،M= Ba می¬باشد، جزء مواد مغناطیسی دائمی هستند. هگزافریت¬ها به¬دلیل مقاومت الکتریکی بالا، مغناطش اشباع بالا و ناهمسانگردی مغناطیسی تک¬محوری بالا کاربردهای وسیعی در صنعت دارند. هگزافریت سرب به¬دلیل داشتن دمای بلوری¬شدن پایین¬تر نسبت به دو نمونه مشابه خود (هگزافریت استرانسیوم و باریوم) بسیار مورد توجه واقع شده است. رفتار و سازوکار گرمایی ژل پیش¬ماده توسط آنالیز TG/DTA ارزیابی گردید. ویژگی¬های ساختاری، مغناطیسی و دی¬الکتریکی نمونه¬ها به¬وسیله¬ی طیف مادون قرمز تبدیل فوریه، الگو پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، مغناطوسنج نمونه ارتعاشی و LCRمتر بررسی شد. در این تحقیق، نانوذرات PbFe12-xCoxO19 با 2 و 5/1، 1، 5/0=x به روش سل- ژل ساخته شدند و سپس تاثیر آلایش کبالت، دما و زمان پخت بر خواص ساختاری، ریخت¬شناسی، مغناطیسی و دی¬الکتریکی نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اندازه¬گیری¬های مغناطیسی نشان می-دهند که با افزایش جانشینی کبالت در ترکیب PbFe12-xCoxO19 مغناطش اشباع و مغناطش پسماند نمونه¬ها افزایش در حالی-که وادارندگی نمونه¬ها کاهش می¬یابد. هم¬چنین نتایج حاصل از LCRمتر نشان می¬دهند در همه¬ی نمونه¬های هگزافریت سرب آلایش یافته با کبالت، ثابت دی¬الکتریک کاهش می¬یابد ولی رسانندگی الکتریکی ac افزایش می¬یابد. اندازه¬گیری¬ها نشان می¬دهد که بهترین نمونه PbFe11Co1O19 با دمای پخت ℃850 و زمان 1 ساعت می¬باشد. هم¬چنین در این تحقیق، نانوذرات PbFe12-xMnxO19 با 2 و 5/1، 1، 5/0=x به روش سل- ژل ساخته شدند و سپس تاثیر آلایش منگنز بر خواص ساختاری، ریخت¬شناسی، مغناطیسی و دی¬الکتریکی نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت.

 هگزافریت نوع- Y یک ماده فری‌مغناطیس با فرمول عمومی 〖 Ba〗_2 Me_2 Fe_12 O_22 که در آن به‌جای Ba_2 از کاتیون‌های دو ظرفیتی 〖 Sr〗^(2+)یا Pb^(2+)، و همچنین به‌جای Me از یک کاتیون دو ظرفیتی از قبیل Co^(2+) ،Cu^(2+) و Zn^(2+) استفاده می‌شود. اکثر هگزافریت‌های نوع- Y در دمای اتاق دارای مغناطش عمود بر محور c می‌باشند. در این پایان نامه، ابتدا نانوساختارهای هگزافریت نوع- Y با ترکیب 〖 Sr〗_2 Co_2 Fe_12 O_22به‌روش سل- ژل احتراقی ساخته شد. سپس تاثیر دمای پخت، زمان پخت، نسبت مولی اسید سیتریک به مجموع نیترات‌های فلزی با نسبت‌های مولی 5/0، 1، 5/1 و 2 مورد بررسی قرار گرفت. در ادامۀ کار تاثیر آلایش Cu^(2+) به‌جای Co با مقادیر (2/1-0=x) مورد بررسی قرار گرفتند. دمای حرارت‌دهی نمونه‌ها، خواص ساختاری، ریخت شناسی، مغناطیسی و خواص دی‌الکتریکی نمونه‌های بدون آلایش و با آلایش Cu^(2+) توسط توزین حرارتی (TG/DTA)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)،طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و همچنین خواص مغناطیسی و دی‌الکتریکی با VSM و LCRمتر در دمای اتاق مشخصه‌یابی شدند. با توجه به بررسی‌های انجام شده، مشاهده شد که بهترین نمونه با دما و زمان پخت، به‌ترتیب ˚C 1000 و زمان 3 ساعت است، همچنین نسبت مولی اسید سیتریک 5/1:1 و مقدار آلایشCu^(2+)، 15/0=x به‌دست آمده است. طبق آنالیز XRD نمونه‌های آلایش شده با Cu مشاهده شد که هیچ ناخالصی در نمونه‌ها تا 05/1=x یافت نشد در‌حالی‌که برای آلایش شده با مقدار 2/1=x فاز SrCu_2 O_2 در نمونه ظاهر شده است که مقدار 2/1=x حد حلالیت را نشان می‌دهد. نتایج حاصل از ریزساختار و خواص مغناطیسی نمونه‌های آلایش داده شده نشان می‌دهد که نمونۀ آلایش داده شده با مقدار 15/0=x کم‌ترین ضخامت صفحات و بیشترین خواص مغناطیسی را نسبت به سایر نمونه‌ها دارا می‌باشد. نتایج حاصل از LCR متر نشان داد که ثابت دی‌الکتریک و اتلاف دی‌الکتریک نمونه‌های بدون آلایش و آلایش داده شده نسبت به فرکانس، کاهش درحالی‌که رسانندگی ac آن‌ها روند افزایشی را نشان می‌دهد، که این تغییر رفتار نمونه‌ها با فرکانس توسط نظریۀ ماکسول- وگنر و کوپ مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.

ترکیب شیمیایی فریت¬¬های اسپینلی به¬صورت MFe2O4 می¬باشد که در آن M می¬تواند یک فلز دو ظرفیتی از قبیل Pb، Ni و Co باشد. این مواد به¬دلیل داشتن خواص بارزی چون مقاومت الکتریکی بسیار بالا، تلفات هدایتی ناچیز و تراوایی مغناطیسی بالا توانسته¬اند توجه بسیاری را به خود جلب کنند. در این پایان نامه، پس از ساخت نانوذرات PbFe2O4 به¬روش سل ژل، تاثیر دما، زمان، آلایش فریت با منگنز و استفاده از سورفکتانت بر خواص ساختاری، ریخت¬شناسی، مغناطیسی و دی¬الکتریکی بررسی گردیده است. شرایط ساخت، خواص ساختاری، ریزساختار، ریخت¬شناسی، مغناطیسی و دی¬الکتریکی توسط آنالیز توزین حرارتی (TG/DTA) ، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) ، تصاویر میکروسکوپ الکنرونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) ، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) ، مورد بررسی قرار گرفت. هم-چنین پارامترهای مغناطیسی و دی¬الکتریکی نمونه¬های تهیه شده به¬وسیله مغناطیس¬سنج نمونه ارتعاشی (VSM ) و LCR متر در دمای اتاق اندازه‌گیری شد. نتایج نشان می¬دهند که بهترین دما و زمان پخت برای تهیه نانوذرات PbFe2O4، دمای 700oC به¬مدت 2 ساعت می¬باشد. نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬های دی‌الکتریک تمام نمونه¬ها، نشان می¬دهند که ثابت دی¬الکتریک و اتلاف دی¬الکتریک با افزایش فرکانس، کاهش می¬یابد در حالی‌که با افزایش فرکانس رسانندگی الکتریکیac افزایش می¬یابد که نحوه این تغییرات توسط مدل ماکسول وگنر و نظریۀ کوپس مورد بررسی قرار می¬گیرد.

هگزافریت¬ها به¬علت مقاومت الکتریکی بالا، ناهمسانگردی مغناطیسی تک محوری بالا و مغناطش اشباع بالا کاربردهای بسیار مهمی در صنعت دارند. هگزافریت سرب به¬دلیل داشتن دمای بلوری شدن پایین¬تر نسبت به دو نمونۀ مشابه خود (هگزافریت استرانسیوم و هگزافریت باریوم)، بسیار مورد توجه واقع شده است. در این تحقیق، نانوذرات PbFe12-xNixO19 (1-0=x) به روش سل-ژل ساخته شدند. نتایج اندازه¬گیری¬های مغناطیسی نشان می¬دهند که با افزایش جانشینی نیکل در ترکیب PbFe12-xNixO19 مغناطش اشباع، مغناطش پسماند و وادارندگی نمونه¬ها کاهش می¬یابد. اندازه¬گیری¬ها نشان می¬دهد که بهترین نمونه PbFe11.8Ni0.2O19 با دمای پخت ℃800 می¬باشد. از بررسی نتایج درمی¬یابیم که بهترین دما و زمان پخت برای آماده سازی نانوذرات ℃800 و به مدت 3 ساعت می¬باشد. رفتار و سازوکار گرمایی ژل پیش¬ماده توسط آنالیز TG/DTA ارزیابی گردید. ویژگی¬های ساختاری، مغناطیسی و دی¬الکتریکی نمونه¬ها به¬وسیلۀ طیف مادون قرمز تبدیل فوریه، الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، مغناطوسنج نمونه ارتعاشی و LCR متر بررسی شد. همچنین نتایج حاصل از LCR متر نشان می-دهند در همۀ نمونه¬های هگزافریت سرب آلایش¬یافته با نیکل، ثابت دی¬الکتریک، اتلاف دی¬الکتریک و رسانندگی الکتریکی ac نسبت¬به نمونۀ خالص (PbFe12O19) کاهش می¬یابد. بنابراین نمونه¬های مذکور برای استفاده در وسایل مایکروویو مناسب هستند.

فریت¬های هگزاگونال نوع- W با فرمول شیمیایی AMe2Fe16O27 می¬باشند که در آن A عناصر Ba، Pb یا Srاست و Me یک یون دوظرفیتی از قبیل Ni، Fe یا Co می¬باشد. این فریت¬ها به¬دلیل خواص جالب از قبیل مغناطش اشباع، ناهمسانگردی تک¬محوری و وادارندگی مغناطیسی بالا بسیار مورد توجه می¬¬باشند. در این پایان¬نامه، پس از ساخت نانوساختارهای هگزافریت نوع- W با ترکیب (SrNi2Fe16O27) به¬روش سل- ژل احتراقی تاثیر دما، زمان و نسبت مولی اسیدسیتریک به¬مجموع نیترات¬های فلزی بر خواص ساختاری، ریخت¬شناسی، مغناطیسی و دی¬الکتریکی نانوساختارهایSrNi2Fe16O27 مورد بررسی قرار گرفت. به¬منظور بررسی اثر نسبت مولی اسید سیتریک به¬مجموع نیترات¬های فلزی نمونه¬هایی با نسبت مولی 1، 5/1 و 2 تهیه گردید. خواص ساختاری، ریخت¬شناسی، مغناطیسی و دی¬الکتریکی نانوساختارهایSrNi2Fe16O27 توسط توزین حرارتی (TG/DTA)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر (SEM)، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه(FT-IR)، مورد بررسی قرار گرفت. هم¬چنین پارامترهای مغناطیسی نمونه¬های تهیه شده به¬وسیله مغناطو¬سنج نمونه ارتعاشی (VSM) و LCR متر در دمای اتاق اندازه¬گیری شد. نتایج نشان می¬دهند که بهترین دما و زمان پخت برای تهیه نانوساختارهایSrNi2Fe16O27، دمای oC1100 به¬مدت 4 ساعت می¬باشد. نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬های دی¬الکتریک تمام نمونه¬ها، نشان می¬دهند که ثابت دی¬الکتریک، اتلاف دی¬الکتریک و رسانندگی الکتریکی ac با افزایش فرکانس، کاهش می¬یابد که نحوه این تغییرات توسط مدل ماکسول- ویگنر و مدل کوپ مورد بررسی قرار گرفت.

برای ساخت ابررسانای سرامیکی Bi1.64Pb0.36Sr2Ca2-xCdxCu3O10 آلایش یافته با Cd از روش سل ـ ژل استفاده شده است. در این تحقیق برای تهیه نمونه‌ها، مقدار آلایش کادمیم از 2/0-0=x در زمان‌های پخت مختلف (32، 48، 56 و 64 ساعت) تغییر داده شد. برای یافتن دمای پخت نمونه‌ها از ژل خشک شده آنالیز TGA گرفته شد. با توجه به نمودار TGA، در حوالی دمای 750 تا ℃850 کاهش جرم آهسته‌تر صورت گرفته که در آن فاز ابررسانایی شکل می‌گیرد. بنابراین دمای پخت نمونه‌ها ℃845 انتخاب گردید.
جهت بررسی ریخت‌شناسی و ریزساختار نمونه‌ها از آن‌ها XRD و SEM گرفته شد. نتایج حاصل از XRD نشان می‌دهد که بیشترین درصد فاز 2223-Bi، برای نمونه‌ی با مقدار آلایش تا 02/0=x می‌‌باشد. همچنین از بررسی تصاویر SEM مشاهده می‌شود که در این زمان پخت و مقدار آلایش، نمونه‌ها حالت ورقه‌ای پیدا کرده‌اند که باعث افزایش چگالی جریان بحرانی می‌شود. چگالی جریان بحرانی و دمای بحرانی نمونه‌ها با استفاده از سیستم چهار میله‌ای اندازه‌گیری شد که نتایج حاصل از آن‌ها نشان می‌دهند که در زمان پخت 48 ساعت، نمونه‌ی با مقدار آلایش 02/0=x دارای بیشترین چگالی جریان بحرانی و بیشترین دمای بحرانی است. مقاومت در دمای اتاق برای نمونه‌های با مقادیر آلایش 06/0 و 04/0 ،02/0 ،00/0=x با زمان پخت 48 ساعت و همچنین برای 02/0=x با زمان‌های پخت متفاوت (32، 48، 56 و 64 ساعت) اندازه‌گیری گردید که نتایج حاصل از آن‌ها نشان می‌دهد که نمونه‌ی با میزان 02/0=x و زمان پخت 48 ساعت دارای کمترین مقاومت است.
 

در این تحقیق، تاثیر جانشینی Ba در جایگاه Sr در سیستم ابررسانای (BPSCCO) Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O بررسی شد. ابررسانای Bi1.6Pb0.4Sr2-xBaxCa2Cu3Oy با مقادیر 25/0 و 2/0 ،15/0 ،1/0 ،05/0 ،0/0 x= در زمان¬های پخت 32، 48 و 64 ساعت به روش سل- ژل ساخته شد. به منظور تعیین دمای پخت و مطالعه میکروساختار نمونه¬ها، از ژل خشک با مقدار باریم 0/0 x= آنالیز TG/DTA و تصاویر SEM و الگوی پراش ایکس (XRD) تهیه شد. با استفاده از زوایای پراش و اندیس¬های میلر، پارامترهای شبکه بلوری این ترکیب اندازه گیری شدند. چگالی جریان و دمای بحرانی نمونه¬ها با روش چهار میله¬ای اندازه¬گیری گردید.
نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬ها نشان می¬دهند، که آلایش Ba باعث بهبود خواص ابررسانایی می¬شود، به¬طوری¬که بیشترین مقدار درصد فاز 2223-Bi ، چگالی جریان بحرانی و دمای بحرانی مربوط به نمونه¬ی با مقدار باریم 2/0=x و زمان پخت 32 ساعت می¬باشد. همچنین بررسی¬ها نشان دادند که با افزایش زمان پخت، درصد فاز 2223-Bi ، چگالی جریان و دمای بحرانی نمونه¬ها کاهش می¬یابد. در بررسی الگوی پراش مشاهده گردید که حجم سلول واحد با افزایش مقدار باریم افزایش یافته که بیانگر جانشینی Ba در جایگاه Sr است. زیرا شعاع یونی Ba بزرگتر از Sr است.
 

فریت های هگزاگونال نوع M با فرمول عمومی MFe12O19 که در آن M=(Ba,Sr,Pb) می باشد، جزء مواد مغناطیسی دائمی هستند. این فریت ها به دلیل خواص جالب از قبیل مغناطش اشباع، ناهمسانگردی تک محوری و وادارندگی مغناطیسی بالا بسیار مورد توجه می باشند. هگزافریت سرب به دلیل داشتن دمای بلوری شدن پایین تر نسبت به دو نمونه ی مشابه خود، بسیار مورد توجه واقع شده است. در این پایان نامه، پس از ساخت نانوذرات هگزافریت سرب (PbFe12O19) به روش سل- ژل تاثیر دما، زمان، pH و نسبت مولی آهن به سرب بر خواص ساختاری، ریخت شناسی و مغناطیسی نانوذرات PbFe12O19 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی اثر pH و نسبت مولی آهن به سرب بر خواص نانوذرات PbFe12O19، نمونه هایی با 8 و 7، 6، 5 ،3=pH و نسبت های مولی 14 و 12، 11، 10 ، 8 Fe/Pb= تهیه گردید. خواص ساختاری، ریخت شناسی و مغناطیسی نانوذرات PbFe12O19 توسط توزین حرارتی (TG/DTA)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر (SEM)، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه(FT-IR)، مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین پارامترهای مغناطیسی نمونه های تهیه شده به وسیله ی مغناطوسنج نمونه ارتعاشی (VSM) و LCR متر در دمای اتاق اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهند که بهترین دما و زمان پخت برای تهیه ی نانوذرات PbFe12O19، دمای oC800 به مدت 3 ساعت می باشد.