Nano malzemelerin yüksek frekans manyetik duygunluk ve soğurma özelliklerinin araştırılması

Abstract

Radar soğurucu malzemeler (RSM), sahip oldukları potansiyel uygulama alanlarından dolayı büyük ilgi görmektedirler. Elektromanyetik dalgayı ısıya çevirebilme özelliğine sahip olan ve radar soğurucu manyetik malzeme olarak iyi bilinen ferritler çok geniş alanlarda kullanılmaktadırlar. Bu çalışmada PMMA, grafit ve Pluronic F87 karışımı içerisinde farklı oranlarda karıştırılan Kobalt Ferrit (CoFe2O4) ve Kompleks ferrit (Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4) karışımından oluşan kompozit malzemelerin manyetik geçirgenlik ve radar soğurma özellikleri 26,4- 34,0 GHz frekans bandı (R bant) aralığında incelenmiştir. Bu ferrit-polimer yapıları ortak çökertme yöntemi ile PMMA içerisinde homojen olarak karıştırılarak elde edilmiştir. Elde edilen bu numuneler X-Ray Kırınım(XRD) ve Geçişli Elektron Mikroskobu (TEM) ile karakterize edilmiştir. Yapısal ve morfolojik analizden sonra örneklerin manyetik özellikleri Ferromanyetik Rezonans(FMR) yöntemi ile analiz edilmiştir. Numuneler literatürdeki bilinen değerlerine yakın rezonans alanına sahipken, çizgi genişliklerinin çok geniş olduğu görülmüştür. Bunun sebebi yapı içerisinde bulunan moleküllerdeki katyonlar arasındaki çok çeşitli etkileşmeler ve fiziksel olarak karışmış farklı ferrit parçacıklar arası etkileşmelerdir. Bu etkileşmelerin birlikte etkisi ile geniş FMR pikler elde edilmiştir. Çizgi genişliklerinin ve rezonans alanlarının önemli ölçüde sıcaklığa bağlı olduğu bulunmuştur. Sıcaklık azalırken çizgi genişlikleri artarken, rezonans alanları artmaktadır. Ayrıca karışımda Kobalt ferrit miktarı arttıkça yine çizgi genişliğinin arttığı bulunmuştur. Bu çizgi genişliğinin artmasına Kobalt ferrit içerisindeki güçlü antiferromanyetik etkileşmeler yol açmıştır.Anahtar Kelimeler: RSM, Ferritler, Mikrodalga, Radar, FMR.

Radar absorbing materials (RAM) have attracted great interest due to their potential for applications. The widely used and the well known radar absorbing magnetic particles is the ferrites with property to change electromagnetic radiation energy by thermal energy. In this study, the mixture of Cobalt Ferrite (CoFe2O4) and Complex Ferrite (Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4) with various ratios in PMMA, Graphite and Pluronic F87 are studied by their relative magnetic permeabilities and radar absorbing characteristics between 26.4 and 34.0 GHz frequency band (R-Band). These ferrites obtained by coprecipitation method and dispersed in PMMA homogeneously. These particles characterizations are done by using X-ray Diffraction (XRD) method and Transmision Electron Microscopy (TEM). After structural and morphological analysis, magnetic properties of these ferrites will be analyzed by Ferromagnetic Resonanace (FMR) spectroscopy technique. Samples have resonance field values approximately same order with the reported values in the literature; however linewidths of FMR signals have very wide. It is caused by the different magnetic interactions between the cations in the molecular structure and interparticle interactions of different ferrites mixed physically. The combined effect of these interactions may cause FMR spectra with broader linewidths. The peak to peak linewidths and resonance fields found linearly temperature dependent. While the linewidths increasing, resonance fields decrease by decreasing temperature. Also the antiferromagnetic interactions in cobalt ferrite cause the increase in linewidth also by increasing cobalt ferrite amount.Keywords: RAM, Ferrites, Microwave, Radar, FMR.