Synthesis, characterization and esr studies of magnetic spinel compounds

Abstract

Bu çalısmada, nikel katılmıs kobalt ferrit bilesikleri, (NixCo1-xFe2O4), x= 0, 0.2, 0.4,0.6, 0.8, 1 olacak sekilde çesitli metodlar kullanılarak sentezlenmistir. Bu metodlar,mikrodalga yardımıyla yanma metodu (Glisin ve Üre kullanılarak), hidrotermal metodu(yüksek ve düsük tavlama sıcaklıkları kullanılarak), çökeltme metodu ve surfaktant (CTAB veSDS) yardımıyla hidrotermal metodlarıdır.Metal nitratlar ve metal klorürler baslangıç materyalleri olarak ayrı ayrıkullanılmıslardır. Sentezlenen maddeler XRD, FTIR, ESR, SEM, TEM ve VSM teknikleriylekarakterize edilmistir. Nikel miktarının sentezlenen numunelerin; hücre parametresi, gerilmefrekansı ve manyetizma üzerine etkisi arastırılmıstır.Maddelerin kübik spinel yapıda oldukları anlasılmıstır. SEM, TEM ve Debye Scherrerdenklemi maddelerin morfolojik yapılarının tayin edilmesinde kullanılmıstır ve sonuçlarortalama parçacık boyutunun 15-75 nm arasında, dar bir parçacık boyutu dagılımındaoldugunu göstermistir. Bu hesaplamalar baz alındıgında, mikrodalga yardımıyla yanmametodu kullanılarak sentezlenen maddelerin, parçacık boyutlarının diger yas metodlarlasentezlenenlerden daha büyük (yüksek sıcaklıktan ötürü) oldugu anlasılmıstır.Anahtar Kelimeler: Manyetik Nanoparçacıklar, Spinel Bilesikler, Hidrotermal Sentez, ESR,XRD, TEM.

A series of Ni doped cobalt ferrite compounds with the formula of NixCo1-xFe2O4where x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0 were prepared using various methods like microwaveassistedcombustion (with glycine and urea, respectively), hydrothermal (with high andlow annealing, respectively), co-precipitation and surfactant-assisted (with CTAB andSDS, respectively) hydrothermal methods.Metal nitrates and chlorides are used as starting materials, respectively. Synthesizedmaterials have been characterized by XRD, FTIR, ESR, VSM, SEM and TEM techniques.The influence of Ni content on the lattice parameter a, stretching vibration and theiimagnetization of specimens was investigated. The effect of surfactant type (NH3/OH) onthe particle size was also investigated.Specimen was found to be cubic spinel structure. SEM, TEM and Debye Scherrerequation were used for the morphological investigation and the results indicate that theaverage particle size is in the range of 15-75 nm with a narrow-size distribution. On thebase of these calculations, the specimens which were synthesized with microwave-assistedcombustion method have relatively high particle size (due to the high temperature) ascompared with the specimens synthesized with wet methods.Keywords: Magnetic Nanoparticles, Spinel Compounds, Hydrothermal Synthesis, ESR,XRD, TEM.