Структура, мессбауэровская, электрическая и γ

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 15495 (2022) Цитировать эту статью

1180 Доступов

2 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье была опубликована 22 декабря 2022 г.

Эта статья была обновлена

По техническим причинам и радиационной защите стало необходимо найти новые тенденции в области интеллектуальных материалов, которые используются для защиты от ионизирующего излучения. Чтобы преодолеть нежелательные свойства свинцовых фартуков и обеспечить надлежащие или лучшие свойства защиты от ионизирующего излучения, сейчас наблюдается тенденция использовать феррит в качестве защитного материала. Метод соосаждения был использован для предотвращения появления посторонних фаз в исследуемом наноферрите MZN. Для анализа изготовленного образца были использованы методы рентгеновской дифракции (XRD) и трансмиссионной инфракрасной спектроскопии Фурье (FTIR). Как показали рентгеноструктурный анализ и FTIR, исследованные материалы имеют уникальную шпинельную фазу с кубической структурой пространственной группы Fd3m. Измерение электросопротивления на постоянном токе феррита Mg–Zn проводилось в интервале температур (77–295 К), и его зависимость от температуры свидетельствует о различных механизмах переноса заряда. Анализ мессбауэровских спектров подтвердил, что характер фазового перехода из ферримагнитного в суперпарамагнитный зависит от концентрации Zn. Введение Zn в MZF увеличило плотность наноферрита, тогда как добавление различных оксидов Zn снизило плотность образцов наноферрита. Это изменение плотности изменило результаты радиационной защиты. Образец с высоким содержанием цинка (MZF-0,5) дает нам лучшие результаты по свойствам защиты от излучения при низком уровне гамма-излучения, поэтому этот образец превосходит результаты по экранированию заряженных частиц при низкой энергии. Наконец, можно сделать вывод о возможности использования наноферрита MZN с различным содержанием в различных полях защиты от ионизирующего излучения.

Хотя технологические достижения облегчили жизнь людям, они также имели и негативные последствия, такие как быстрое расширение мест хранения ядерных отходов, использование ядерной радиации в нашей повседневной жизни, которая включает в себя промышленность, медицинские диагностические центры, ядерные реакторы, облучение пищевых продуктов, ядерную научно-исследовательские институты, медицинская диагностика и терапия1. Из-за своих магнитных, электрических, оптических и механических свойств образцы на основе оксидов, такие как наноферриты, в последние годы привлекли большое внимание2,3,4. В результате эти материалы могут использоваться во многих приложениях, включая медицинскую диагностику, литиевые перезаряжаемые батареи, высокочастотные среды, устройства солнечной энергии, магнитные жидкости и материалы, защищающие от радиации5,6,7. В этом исследовании исследователи использовали ферриты в форме наночастиц, чтобы обнаружить, что на физические и химические характеристики этих ферритов в нанодиапазоне влияют такие факторы, как размер кристалла, ширина запрещенной зоны, поверхностная и объемная морфология8,9, среди которых другие вещи10.

Один из самых известных магнитомягких шпинельных материалов, феррит магний-цинк (MZF) в наноразмере, представляет собой экологически безопасное, нетоксичное вещество, которое поглощает видимый свет благодаря своей крошечной запрещенной зоне и может использоваться в качестве ослабленного материала для гамма-излучения. лучи. Разнообразная коллекция прошлых исследований демонстрирует постоянный интерес к радиационной защите от ионизирующего излучения11,12,13. Аналогичным образом, загрязнение, создаваемое гамма-излучением, является серьезной проблемой в электронном, сетевом и беспроводном оборудовании, требуя изучения и разработки материалов, поглощающих радиацию14,15,16. Общая идея использования магнитомягких материалов из шпинели зависит от магнитных и электрических свойств этих материалов, таких как более высокое значение электропроводности, диэлектрической проницаемости (σr) и проницаемости (μr) материала17. Тем не менее, использование композита полимера или цементного блока с магнитным ферритом в качестве наполнителя является разумным способом улучшить характеристики экранирования от электромагнитных помех18,19.