خلاصه

در این پژوهش بر اساس روش هم رسوبی به سنتز نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن اقدام گردید. نتایج پراش اشعه ایکس (XRD) صحت سنتز نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن را تایید کردند. همچنین بر اساس این داده ها نمونه ها دارای ساختار مکعبی بوده و میانگین اندازه بلورک ها در حدود ۶ نانومتر می باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان دادند که نمونه ها دارای مورفولوژی کروی بوده و همچنین میانگین اندازه ذرات در حدود ۵۰ نانومتر می باشد. این روش دارای بازده بالای تولیدی از لحاظ سنتز می باشد.

.

کلمات کلیدی: نانو اکسید آهن، رسانش گرمایی،کامپوزیت،فروفلوئید

۱٫ مقدمه

با افزایش نسبت سطح به حجم در مواد شاهد پیدایش رفتارهای جدیدی در آنها می باشیم. این تغییر رفتار در ابعاد بین ۱ تا۱۰۰ نانومتر، یعنی محدوه نانوفناوری و نانوذرات مشهودتر می باشد. از همین روست که شاهد اقبال بیش از پیش پژوهشگران در سال های اخیر به این حوزه از دانش هستیم. از جمله نانو ذراتی که مورد توجه بسیاری از محققان قرارگرفته است، نانو ذرات با خاصیت مغناطیسی می باشد .[۴-۱] از این نانو ذرات در علوم مختلف استفاده گردیده است .همان گونه که می دانیم ریز کردن مواد یکی از راههای استحکام دادن به ماده می باشد .ازاین رو استفاده از این نانو ذرات درساخت ورق های با خصوصیت بهتر مکانیکی و فیزیکی موثر است . ایجاد مواد مرکب با لایه های فلزی می تواند ورق هایی با استحکام بالا را تولید نماید.[۸-۵] همچنین از این نانوذرات مگنتیت در ساخت فروفلوئیدها برای رسانش بهتر سیال ونیز انتقال بهتر دارو استفاده گردیده است. در مقایسه رسانایی گرمایی مایعات در مقابل سوسپانسیون های فلز دار مشاهده می گردد این فروفلوییدها رسانایی گرمایی بسیار مطلوبتری را دارا می باشند. شار بهتر انرژی حرارتی باعث ایجاد بازده بهتر در صنعت است از این رو سنتز نانو ذرات مغناطیسی از اهمیت بالایی برخودار است.. [۱۱-۹] یکی از این نانو مواد که پایه بسیاری از مواد مغناطیسی دیگر است، اکسید مغناطیسی آهن می باشد. آهن دارای دو اکسید مشهور به نام های هماتیت (Fe2O3) و مگنتیت (Fe3O4) می باشد. از بین این دو ترکیب مگنتیت به دلیل دارا بودن خاصیت مغناطیسی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین دلیل می توان با اعمال میدان مغناطیسی در مسیر حرکت فروفلوئید رسانش گرمایی را کنترل نمود. بر این اساس در این پژوهش نسبت به سنتز این نانوذرات ارزشمند اقدام گردید. هرچند روش های متعددی برای سنتز نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن وجود دارد اما روشی که ما در اینجا برای سنتز این نانو مواد به کار

برده ایم دارای مزیت سادگی و ارزان قیمت بودن می باشد.همچنین در فشارمحیط و دمای پایین امکان سنتز این نانو ذرات وجود دارد . وجود ناخالصی در این روش شیمیایی نسبت به دیگر روش ها کمتر می باشد. میزان تولید این نانو ذرات نسبت به مواد اولیه مصرفی دارای بازده تولید بالاتری می باشد.از این رو از این روش می توان در تولید صنعتی نانو ذرات مغناطیسی بهره جست.

۲٫ سنتز نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن

برای سنتز نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن، ابتدا مقدار ۰/۴ گرم پلی وینل الکل (مرک (۱۱۴۲۶۶ را در ۲۵۰ میلی لیتر آب در دمای حدود ۷۵ درجه سانتی گراد حل گردید. سپس مقدار ۰/۶۳ گرم پودرکلرید آهن (II) (مرک (۱۰۳۸۶۱ و ۱/۶۲ گرم پودر کلرید آهن (III) (مرک (۸۰۳۹۴۵ اضافه گردیده همزمان محلول هم زده شد. پس از آن قطره،قطره محلول هیدرواکسید سدیم (مرک (۱۰۹۱۳۹ به محلول اضافه گردید. با اضافه کردن محلول سود، نانو ذرات اکسید آهن در ته ظرف رسوب نمودند. مواد را به مدت ۴۰ دقیقه توسط هیتر استیرر و با دور۱۰۰۰ دوربر دقیقه به هم زده شدند. پس از آن مواد بدست آمده چندین بار به طور متناوب با اتانول وآب شستشو داده، خشک گردید