I. Giới thiệu về nano ferit Zn0
Nghiên cứu về nano ferit Zn0.8Ni0.2Fe2O4 đã chỉ ra rằng loại vật liệu này có tính chất siêu thuận từ đặc biệt, mở ra nhiều ứng dụng trong lĩnh vực quân sự, đặc biệt là trong việc chế tạo vật liệu hấp thụ vi sóng. Các hạt nano ferit này được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt, cho phép kiểm soát kích thước và tính chất từ của hạt. Kết quả cho thấy, khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng, kích thước hạt cũng tăng theo, từ đó ảnh hưởng đến tính chất từ của chúng. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn cao trong việc phát triển các vật liệu mới cho ứng dụng trong công nghệ vi sóng.
1.1. Tính chất từ của nano ferit
Các hạt nano ferit Zn0.8Ni0.2Fe2O4 thể hiện tính chất từ mạnh mẽ, với cảm ứng từ cực đại đạt giá trị cao. Nghiên cứu cho thấy rằng, khi hàm lượng ferit tăng từ 0,5% đến 1,5%, độ hấp thụ vi sóng cũng tăng theo, đạt giá trị cao nhất là 98,8% tại tần số 10 GHz. Điều này chứng tỏ rằng tính chất từ của các hạt nano ferit có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ vi sóng. Các phương pháp phân tích như XRD, SEM, và VSM đã được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất từ của các mẫu nano ferit, từ đó khẳng định vai trò quan trọng của chúng trong việc phát triển vật liệu hấp thụ sóng điện từ.
II. Phương pháp tổng hợp và chế tạo vật liệu hấp thụ vi sóng
Phương pháp thủy nhiệt được áp dụng để tổng hợp nano ferit Zn0.8Ni0.2Fe2O4 với sự có mặt của axit oleic. Nhiệt độ thủy nhiệt được khảo sát trong khoảng từ 120 đến 180 độ C, với thời gian tổng hợp là 6 giờ. Kết quả cho thấy, các hạt nano ferit thu được có kích thước đồng đều và tính chất từ tốt. Sau khi tổng hợp, các hạt này được phủ lớp SiO2 để ngăn ngừa sự kết tụ, đảm bảo tính chất siêu thuận từ của chúng. Việc chế tạo mẫu hấp thụ vi sóng được thực hiện bằng cách phân tán các hạt nano ferit trên nền SiO2, kết hợp với cacbon black và keo epoxy, nhằm tối ưu hóa khả năng hấp thụ vi sóng.
2.1. Quy trình tổng hợp
Quy trình tổng hợp nano ferit Zn0.8Ni0.2Fe2O4 bao gồm các bước chính như chuẩn bị nguyên liệu, tiến hành phản ứng thủy nhiệt và xử lý sau tổng hợp. Các thông số như nhiệt độ và thời gian phản ứng được điều chỉnh để đạt được kích thước hạt mong muốn. Kết quả cho thấy, khi nhiệt độ thủy nhiệt đạt 140 độ C, kích thước hạt thu được khoảng 5 nm, với tính chất từ đạt yêu cầu cho ứng dụng trong vật liệu hấp thụ vi sóng. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí, mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các vật liệu nano trong tương lai.
III. Đánh giá khả năng hấp thụ vi sóng
Khả năng hấp thụ vi sóng của các mẫu vật liệu được đánh giá thông qua phương pháp đo độ suy hao phản xạ trong phòng hấp thụ toàn sóng điện từ. Kết quả cho thấy, các mẫu chứa nano ferit Zn0.8Ni0.2Fe2O4 có độ hấp thụ vi sóng cao hơn so với các mẫu không chứa ferit. Đặc biệt, độ hấp thụ vi sóng đạt giá trị tối đa 98,8% tại tần số 10 GHz, cho thấy hiệu quả vượt trội của loại vật liệu này trong việc hấp thụ sóng điện từ. Sự gia tăng độ hấp thụ vi sóng khi tăng hàm lượng ferit và chiều dày lớp phủ cũng được ghi nhận, khẳng định vai trò quan trọng của các yếu tố này trong việc tối ưu hóa khả năng hấp thụ.
3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng ferit
Nghiên cứu cho thấy, khi hàm lượng nano ferit Zn0.8Ni0.2Fe2O4 tăng từ 0,5% đến 1,5%, độ hấp thụ vi sóng cũng tăng theo. Điều này cho thấy rằng, việc tối ưu hóa hàm lượng ferit là rất quan trọng để đạt được hiệu suất hấp thụ cao nhất. Các mẫu thử nghiệm cho thấy, tại tần số 10 GHz, độ hấp thụ vi sóng đạt 98,8% khi hàm lượng ferit là 1,5%. Kết quả này không chỉ khẳng định tính khả thi của việc sử dụng nano ferit trong ứng dụng hấp thụ vi sóng mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho các loại vật liệu tương tự trong tương lai.
