Ferrosıvı-kil kompozitlerinin üretilmesi, mekanik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Manyetik nanopartiküller (MN) ve inorganik matriste manyetik nanopartiküllerle hazırlanan kompozitler hem bilimsel hem de teknolojik açıdan büyük önem taşıyan kendilerine has fiziksel özelliklerinin yanında hücresel ve moleküler düzeyde işleve sahip malzemelerdir. Manyetik Fe3O4-Kil nanokompozitlerin üretim ve karakterizasyonunun amaçlandığı bu çalışmada doğal kil örneği saflaştırıldıktan sonra katyonik yüzey aktif madde olan setil trimetil amonyum bromidin farklı konsantrasyonlarıyla modifiye edilmiş ve organo kil örnekleri üretilmiştir. Sitrik asitle muamele edilen manyetik nanopartiküller kullanılarak sulu ortamda Fe3O4-Kil kompozitleri hazırlanmıştır. Fe3O4/Kil oranı yanında yüzey aktif madde oranı gibi parametrelerin etkisinin incelendiği deneylerden üretilen kompozitlerin karakterizasyonu için mekanik (mikro sertlik), manyetik (VSM) ve yapısal özellikleri (XRD) belirlenmiştir. Kompozitlerin sertlik değerlerinin, artan yüzey aktif madde miktarıyla 0,8 CEC'e kadar azaldığı ve sonrasında hemen hemen sabit kaldığı ve artan kil miktarıyla 0,5 g'a kadar arttığı ve sonrasında kısmen azaldığı belirlenmiştir. Kompozitlerin koerzivite değerlerinin 153-82 Oe arasında, magnetik doygunluk değerlerinin ise 0,128-0,266 Ms arasında değiştiği belirlenmiştir.

Magnetic nanoparticles (MN) and their composites in inorganic matrix are materials that can operate both the cellular and molecular level as well as their unique physical properties which have great scientific and technological importance.In this study, the production and characterization of magnetic Fe3O4-clay nanocomposites were aimed. The natural clay sample was purified and then modified with different concentrations of the cationic surfactant which is the cetyl trimethyl ammonium bromide to produce the organo clay samples. Fe3O4-clay composites were prepared in aqueous solution using magnetic nanoparticles treated with citric acid. The effects of Fe3O4/clay ratio and surfactant ratio are investigated for the characterization of composites in terms of mechanic (Micro hardness), magnetic (VSM) and structural properties (XRD). The hardness values of the composites decreased with increasing amount of surface active agent up to 0.8 CEC and then remained almost constant, it increased with increasing clay amount up to 0.5 g and partially decreased thereafter. The coercivity values of composites varied between 153-82 Oe and the magnetic saturation values varied between 0,128-0,266 Ms.