آهنربای کامپوزیتی پلیمری دارای باریم فریت: خواص مغناطیسی و مکانیکی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 یزد، دانشگاه یزد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی و پلیمر، کد پستی 8915818411

2 یزد دانشگاه یزد، دانشکده علوم، گروه فیزیک، کد پستی 8915818411

چکیده

فرضیه: در سال‌های اخیر، استفاده از ماده مغناطیسی باریم فریت BaFe12O19 در ساخت آهنرباهای کامپوزیتی پلیمری توجه بسیار زیادی را جلب کرده است. در این پژوهش، آهنرباهای کامپوزیتی پلیمری لاستیک نیتریل بوتا‌دی‌ان-پلی‌(وینیل کلرید) (NBR-PVC) دارای پودر آلیاژ باریم فریت
BaFe12O19 با ذرات کوچک‌تر از 5µm، با خواص بهینه ساخته شد.
روش‌ها: اثر مقدارهای مختلف پودر مغناطیسی باریم فریت در ماتریس پلیمری بر خواص مغناطیسی، شکل‌شناسی و مکانیکی آهنرباهای پلیمری باریم فریت با استفاده از عکس‌های SEM و نمودارهای VSM و آزمون کشش بررسی و مطالعه شد.
یافته‌ها: آهنرباهای کامپوزیتی NBR-PVC/BaFe12O19 شامل %70 وزنی NBR و %30 وزنی PVC ساخته شد که هر 100g لاستیک پایه دارای 2phr  گوگرد، 4phr روی اکسید، 3phr استئاریک اسید، 2phr  تترامتیل تیورام دی‌سولفید (TMTD) و 2phr  مرکاپتو بنزتیازیل دی‌سولفید (MBTS) و پودر فریت باریم  با اندازه ذرات کمتر از  5mm در ترکیب درصدهای مختلف به‌ترتیب به‌عنوان عامل پخت، فعال‌کننده، روان‌کننده، شتاب‌دهنده و عامل مغناطیسی بود. از میان نمونه‌های ساخته‌شده آهنرباهای کامپوزیتی N-P/F80 با نسبت 80/20 (پودر-پلیمر) دارای بیشترین مغناطش اشباع (Ms) و مغناطش باقی‌مانده (Mr) و کمترین مقدار وادارندگی ذاتی (Hc) بود. مطابق انتظار بهترین نمونه از لحاظ استحکام کششی نمونه N-P/F20 با نسبت (پودر-پلیمر) 20/80 بود و در نهایت با توجه به تمام نتایج مربوط به خواص مغناطیسی، شکل‌شناسی و مکانیکی نمونه‌ها، مناسب‌ترین نمونه مناسب از لحاظ پراکنش خوب ذرات در ماتریس پلیمری و استحکام کششی مناسب و خواص مغناطیسی مطلوب N-P/F50 نمونه با نسبت پودر-پلیمر 50/50 انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Barium Ferrite-containing Polymer Composite Magnets: Magnetic and Mechanical Properties

نویسندگان [English]

  • Alireza Redaei 1
  • Mohsen Hakimi 2
  • Elham Hashemi Sarves‌tani 1
1 Department of Polymer and Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Yazd University, Pos‌tal Code 8915818411, Yazd, Iran
2 Department of Physics, Faculty of Science; Yazd University, Pos‌tal Code 8915818411, Yazd, Iran
چکیده [English]

Hypothesis: In recent years, much attention has been paid to the use of BaFe12O19 barium ferrite magnetic material in the manufacture of polymer composite magnets. Hence, nitrile butadiene rubber-polyvinyl chloride (NBR-PVC) polymer composite magnets containing barium ferrite alloy powder BaFe12O19 with particles less than 5 microns were made with optimal properties
Methods: The effect of different amounts of barium ferrite magnetic powder in the polymer subs‌trate on the magnetic, morphological and mechanical properties of barium ferrite polymer magnets was inves‌tigated using SEM images and VSM diagrams and tensile tes‌t.
Findings: NBR-PVC/ BaFe12O19 composite magnets containing 70 %wt NBR and 30 %wt PVC with 100 units of base rubber (phr) including 2 units of sulfur as baking agent, 4 units of zinc oxide as activator, 3 units of s‌tearic acid as lubricant, 2 units of tetramethyl thioram disulfide (TMTD) and 2 units of mercapto-benzythiazyl disulfide (MBTS) as accelerator and barium ferrite powder BaFe12O19 were fabricated with a particle size of less than 5 microns and a combination of different percentages as a magnetic agent. Among the samples made, N-P/F80 composite magnets with a ratio of 20:80 (powder:polymer) had the highes‌t saturation magnetism of Ms and the residual magnetization of Mr and the lowes‌t intrinsic coercivity of Hc. As expected, the bes‌t sample in terms of tensile s‌trength was N-P/F20 with a powder:polymer ratio of 80:20, and finally, according to all the results related to the magnetic, morphological and mechanical properties of the samples, the mos‌t suitable one in terms of good particle dispersion in the polymer subs‌trate and suitable tensile s‌trength and appropriate magnetic properties of N-P/F50 with 50:50 (powder:polymer) ratio was selected.

کلیدواژه‌ها [English]

  • composite magnet
  • VSM diagram
  • barium ferrite
  • nitrile butadiene rubber
  • polyvinyl chloride
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 172
خرداد و تیر 1400
صفحه 143-154

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار