REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Doktorsko delo je sestavljeno iz treh delov. V prvem sem preučevala vpliv velikosti
delcev barijevega ferita (BaM) in njihovih magnetnih lastnosti na stabilnost suspenzije. V
drugem delu sem preučevala pripravo nanosov iz stabilnih suspenzij z elektroforetskim
nanašanjem (EFN). V tem delu sem preučevala vpliv velikosti delcev, stabilnosti
suspenzij, pogojev EFN in zunanjega magnetnega polja na usmerjenost plasti. V tretjem
delu sem preučevala vpliv rasti zrn in temperature sintranja na gostoto in usmerjenost
plasti.
S hidrotermalno sintezo sem sintetizirala različno velike delce BaM z obliko tankih
ploščic. Površino delcev sem spremenila z vezavo dvojne plasti dodecilbenzensulfonske
kisline (DBSk), zaradi česar sem jih lahko dispergirala v različnih topilih. Na stabilnost
suspenzije je pomembno vplivala polarnost topila in suspenzije v 1-butanolu so imele
najbolj primerne lastnosti za uporabo v EFN. Vezavo DBSk na površino delcev sem
sledila z infra-rdečo spektroskopijo in merjenjem zeta potenciala, ki je znašal okoli 100
mV. Stabilnost suspenzije sem določala s sedimentacijskimi testi in ugotovila, da je
odvisna od magnetnih lastnosti delcev in prevodnosti suspenzije.
Delce iz suspenzij sem z EFN nanesla na podlago. Opazila sem, da masa in debelina
nanosa linearno naraščata s časom nanašanja in z napetostjo. Prav tako je masa nanosa
odvisna od velikosti delcev in je večja za večje delce. Eksperimentalno študijo nanašanja
delcev sem podprla tudi s teoretičnimi izračuni elektroforetske hitrosti delcev, iz katere
sem izračunala teoretično maso nanosa. Ti so pokazali, da elektroforetska hitrost narašča
z naraščanjem velikosti delcev in da je odvisna od usmerjenosti anizotropnih delcev med
potovanjem. Usmerjeno nalaganje tankih ploščic je posledica spremembe smeri
hidrodinamskih sil ob elektrodi. S študijo različne postavitve elektrod glede na
gravitacijsko silo sem ugotovila, da je usmerjenost sintranih plasti največja pri nanašanju
na spodnjo elektrodo, kjer k usmerjenosti tankih ploščic, vzporedno s podlago, poleg
hidrodinamskega efekta pripomore tudi zmanjšanje potencialne energije. Poleg tega je
usmerjenost plasti največja v tankih plasteh pripravljenih pri najnižji napetosti in v
najkrajšem času. Usmerjenost plasti sem izboljšala in obenem povečala njihovo debelino
s postopnim povečevanjem napetosti med EFN. Prav tako sem usmerjenost plasti iz šibko
magnetnih delcev izboljšala z uporabo zunanjega magnetnega polja med EFN.
Za povečanje gostote sem študirala sintranje nanosov. Sintranje nanosov je omejeno s
podlago, ki zmanjša zgoščevanje nanosa v ravnini in vpliva na rast zrn. V usmerjenih
nanosih, pripravljenih z EFN, večje, pravilno usmerjene ploščice BaM rastejo na račun
manjših, nepravilno usmerjenih ploščic. Usmerjenost sintranih plasti sem določila iz
rezultatov rentgenske analize in iz magnetnih lastnosti. S povečevanjem temperature
sintranja se je usmerjenost plasti povečala, kar je posledica pretirane rasti zrn in
omejenosti s podlago. Tekom študije sem pripravila plasti BaM različnih debelin in
usmerjenosti. Plasti z najboljšo usmerjenostjo so bile pripravljene z EFN na spodnjo
elektrodo in sintrane pri 1150 °C. Te plasti, debeline 5–25 µm, so izkazovale razmerje
med remanetno in nasičeno magnetizacijo okrog 0,88.