Kesan Suhu Pensinteran Ke Atas Sifat Mikrostruktur, Elektrik Dan Gelombang Mikro Gadolinium Iron Garnet | INSTITUT NANOSAINS DAN NANOTEKNOLOGI (ION2)

» ARTIKEL » Kesan Suhu Pensinteran Ke Atas Sifat Mikrostruktur, Elektrik Dan Gelombang Mikro Gadolinium Iron Garnet

Kesan Suhu Pensinteran Ke Atas Sifat Mikrostruktur, Elektrik Dan Gelombang Mikro Gadolinium Iron Garnet

Kesan pelbagai suhu pensinteran terhadap mikrostruktur GdIG belum dijalankan dalam penyelidikan terdahulu, yang dapat memberi maklumat mengenai pengetahuan asas tentang sifat magnet daripada saiz butiran nanometer kepada mikrometer rejim. Oleh itu, hubungan antara evolusi mikrostruktur daripada saiz butiran nano kepada mikron dengan sifat fizikal, magnet, elektrik dan gelombang mikro garnet besi gadolinium (Gd₃Fe₅O_12,GdIG) telah disiasat secara sistematik. Bahan mentah digilingkan menggunakan kaedah pengaloian mekanikal selama 3 jam, dibentuk menjadi toroid dan pelet dan disinter dari 600^oC hingga 1400^oC dengan kenaikan 100^oC.

Purata saiz zarah selepas penggilingan yang diukur dengan menggunakan Pengimbasan Penghantaran Elektron Mikroskop (STEM) adalah 36.9 nm. Fasa GdIG yang dikenal pasti menggunakan pembelauan sinaran X (XRD) mula membentuk fasa tunggal dengan struktur garnet kiub pada 1000^oC. Pada suhu ini, pemagnetan yang dikaji menggunakan magnetometer pengimbasan bergetar (VSM) telah mula menunjukkan peningkatan dengan nilai pemagnetan tertinggi 3.86 emu/g. Suhu Curie (Tc) yang diukur menggunakan meter LCR (Aruhan, Kapasiti, dan Rintangan) untuk GdIG ialah ~300^oC. Apabila suhu pensinteran meningkat, penghabluran bertambah baik dengan keamatan XRD tertinggi untuk sampel 1000^oC. Evolusi mikrostruktur yang diperhatikan menggunakan Mikroskop Elektronik Pengimbasan Pelepasan Medan (FESEM) telah mempengaruhi perubahan sifat-sifat magnet gelombang mikro dan elektrik. Untuk pengukuran magnet, nilai maksimum yang diperoleh melalui penganalisis impedans untuk kebolehtelapan adalah 1.33 dan nilai aruhan tertinggi 108.9 G diperoleh dengan menggunakan graf hysteresis statik B-H. Ketumpatan yang diukur menggunakan densimeter, diperhatikan meningkat pada suhu pensinteran yang lebih tinggi dengan nilai tetinggi sebanyak 6.01 g/cm³ untuk sampel yang disinter pada 1400^oC. Nilai kerintangan yang diukur dengan menggunakan pikoammeter menunjukkan nilai maksimum untuk sampel yang disinter pada 1200^oC iaitu 4.18 10¹⁰ Ω cm. Pelebaran talian daripada pengukuran gelombang mikro yang dijalankan menggunakan Penganalisa Rangkaian Vecktor (VNA) dalam julat frekuensi 4 hingga 8 GHz (jalur C), menunjukkan nilai maksimum iaitu 25.10 Oe, yang mengesahkan kesesuaian untuk bahan gelombang mikro dengan kehilangan yang rendah.

Oleh itu, evolusi mikrostruktur yang bermula daripada butiran nano saiz akan membolehkan perubahan kritikal dalam transformasi fasa dan juga saiz butiran yang mempengaruhi perubahan dalam sifat yang dikaji di mana sampel dengan penghabluran yang baik dan saiz butiran yang besar akan menghasilkan sifat yang lebih baik.