I. Nano ferit
Nghiên cứu tập trung vào nano ferit, đặc biệt là vật liệu Zn0.64Ni0.36Fe2O4, được chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa. Vật liệu này có cấu trúc nano với kích thước hạt dao động từ 15 đến 32 nm. Kết quả cho thấy, cấu trúc nano của ferit ảnh hưởng đáng kể đến tính chất từ của vật liệu, bao gồm độ từ thẩm (µr), từ độ bão hòa (Ms), và lực kháng từ (Hc).
1.1. Cấu trúc nano
Cấu trúc nano của ferit được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả cho thấy, kích thước hạt nano ferit phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian thiêu kết. Khi nhiệt độ tăng từ 400°C đến 1000°C, kích thước hạt tăng từ 15 nm lên 32 nm. Điều này chứng tỏ chế độ đồng kết tủa có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và phát triển của cấu trúc nano.
1.2. Tính chất ferit
Tính chất ferit của vật liệu được đánh giá thông qua các thông số từ tính như Ms, Hc, và µr. Kết quả cho thấy, khi kích thước hạt giảm, Hc giảm đáng kể, đạt giá trị gần 0 khi kích thước hạt là 14.1 nm, chứng tỏ vật liệu đạt trạng thái siêu thuận từ. Ms cũng giảm khi kích thước hạt giảm, với giá trị cao nhất là 58.66 emu/g ở kích thước 31 nm.
II. Chế độ đồng kết tủa
Chế độ đồng kết tủa là phương pháp chính được sử dụng để chế tạo vật liệu Zn0.64Ni0.36Fe2O4. Phương pháp này bao gồm việc kết tủa đồng thời các muối NiCl2, FeCl3, ZnSO4 với NaOH. Kết quả cho thấy, nồng độ tiền chất, nhiệt độ, và thời gian thiêu kết ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc nano và tính chất từ của vật liệu.
2.1. Ảnh hưởng của nồng độ tiền chất
Nồng độ tiền chất (NiCl2, FeCl3, ZnSO4) ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước hạt nano ferit. Khi nồng độ tiền chất tăng từ 0.1 M đến 0.3 M, kích thước hạt tăng từ 18 nm lên 23 nm. Điều này chứng tỏ, đồng kết tủa ở nồng độ thấp giúp tạo ra hạt nano có kích thước nhỏ hơn và độ tinh thể hóa cao hơn.
2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thiêu kết
Nhiệt độ và thời gian thiêu kết cũng ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc nano của ferit. Khi nhiệt độ tăng từ 400°C đến 1000°C, kích thước hạt tăng từ 15 nm lên 32 nm. Thời gian thiêu kết càng dài, mức độ tinh thể hóa càng cao, dẫn đến kích thước hạt lớn hơn. Điều này cho thấy, chế độ đồng kết tủa cần được điều chỉnh cẩn thận để đạt được cấu trúc nano mong muốn.
III. Ứng dụng ferit
Vật liệu Zn0.64Ni0.36Fe2O4 có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như vật liệu từ tính, cảm biến, và thiết bị lưu trữ dữ liệu. Tính chất từ của vật liệu, đặc biệt là độ từ thẩm và từ độ bão hòa, làm cho nó trở thành ứng cử viên tiềm năng cho các thiết bị điện tử và từ tính.
3.1. Vật liệu từ tính
Với tính chất từ ưu việt, Zn0.64Ni0.36Fe2O4 có thể được sử dụng trong sản xuất các linh kiện điện tử như cuộn cảm, biến áp, và các thiết bị lưu trữ dữ liệu. Đặc biệt, khả năng đạt trạng thái siêu thuận từ khi kích thước hạt nhỏ hơn 15 nm mở ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị từ tính có độ nhạy cao.
3.2. Cảm biến và thiết bị lưu trữ
Cấu trúc nano của ferit cũng làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng cảm biến và lưu trữ dữ liệu. Kích thước hạt nhỏ và độ từ thẩm cao giúp tăng hiệu suất và độ nhạy của các thiết bị này. Ngoài ra, tính chất vật lý ổn định của ferit cũng đảm bảo độ bền và tuổi thọ cao cho các ứng dụng thực tế.
