Mekanokimyasal sentezleme yöntemi ile SRFe12O19 esaslı kalıcı mıknatısların üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışmasında; tufal ve stronsiyum karbonat (SrCO3) mekanokimyasal üretim yöntemiyle sentezlenerek stronsiyum hekzaferrit (SrFe12O19) kalıcı mıknatıslar üretilmiştir. Bu işlemde; stokiyometrik oran, öğütme süresi, tavlama sıcaklığı/süresi, sinterleme sıcaklığı/süresi parametrelerinin yapısal ve manyetik özellikler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Mekanokimyasal sentezleme işlemi; farklı stokiyometrik SrCO3:Fe2O3 oranlarında (1:5,5-1:6,6 arası) ve farklı öğütme sürelerinde (20 dakika ile 32 saat arası) gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalardan optimum stokiyometrik oran 1:6 ve öğütme süresi 16 saat olarak bulunmuştur. Bu parametreler kullanılarak elde edilen koersivite, manyetik doygunluk ve kalıcı manyetikleşme değerleri sırasıyla 5501 Oe, 47 emu/g ve 28 emu/g olarak ölçülmüştür. Mekanokimyasal sentezleme sırasında SrFe12O19 fazında kısmi amorflaşma meydana gelmiş, kristal yapının geri kazanımı için SrFe12O19 tozlarına 950, 975 ve 1000 °C sıcaklıklarda 1 ve 2 saat sürelerde tavlama işlemi yapılmıştır. Manyetik özellikler bakımından optimum tavlama sıcaklığı ve süresi sırasıyla 975 °C ve 1 saat olarak bulunmuştur. Bu parametrelerle üretilen stronsiyum hekzaferrit tozların koersivite, manyetik doygunluk ve kalıcı manyetizasyon değerleri sırasıyla 5501 Oe, 47 emu/g ve 28 emu/g olarak ölçülmüştür. SrFe12O19 tozları sabit 240 MPa basınçta preslenmiş ve farklı sıcaklık (925, 950, 975, 1000, 1025 ve 1050 °C) ve sürelerde (30, 45, 60, 75, 90, 105 ve 120 dk.) sinterlenmiştir. En uygun sinterleme parametreleri olarak 975 °C ve 105 dk. olarak bulunmuş, bu parametrelerle yapılan sinterleme işlemiyle koersivite, manyetik doygunluk ve kalıcı manyetiklik değerleri sırasıyla 5506 Oe, 53 emu/g ve 29 emu/g olarak ölçülmüştür.

In this master thesis; the strontium hexaferrite (SrFe12O19) permanent magnets were produced by synthesizing the scale and the strontium carbonate (SrCO3) with the mechanochemical production method. In this process; the effects of stoichiometric ratio, milling time, annealing temperature/time, sintering temperature/time parameters on the structural and magnetic properties were investigated. The mechanochemical process was carried out in different stoichiometric SrCO3:Fe2O3 ratios (1: 5.5-1: 6.6) and at different milling times (from 20 minutes to 32 hours). The optimum stoichiometric ratio was found to be 1: 6 and the milling time was 16 hours. By using these parameters, the coercivity, magnetic saturation and remanent magnetization values were measured as 5501 Oe, 47 emu/g, and 28 emu/g, respectively. The SrFe12O19 powders were annealed at 950, 975, and 1000 °C temperatures for 1 and 2 hours. The optimum annealing temperature and time with regard to magnetic properties were found to be 975 °C and 1 hour, respectively. The coercivity, magnetic saturation and remanent magnetization values of the strontium hexaferrite powders obtained by using these parameters were measured as 5501 Oe, 47 emu/g, and 28 emu/g, respectively. The SrFe12O19 powders were pressed at a constant pressure of 240 MPa and sintered at different temperatures (925, 950, 975, 1000, 1025, and 1050 ° C) and times (30, 45, 60, 75, 90, 105, and 120 min). The most suitable sintering parameters were found as 975 ° C and 105 min and the coercivity, saturation magnetization and remanent magnetization values of these parameters were measured as 5506 Oe, 53 emu/g, and 29 emu/g, respectively.