Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages42-44.

The transition metal Co doped BaFe O hexaferrite compounds (BHF) have been synthesized

12 19
successfully via the citrate auto combustion technique. Samples were classified into two groups.
In the first group, an attempt was made to study the effect of substitution of cobalt ions (Co2+)
on the structural, morphological, and magnetic behavior. According to results obtained from the
first group, the composition BaFe Co O is utilized as an ad-sorbent for the removal of Cr (VI)

11.5 0.5 19
from the aqueous solution. The maximum ad-sorption capacity (q ) of Cr (VI) on nano hexaferrite

m
is greater than that of other ad-sorbents reported in the literature. The pseudo-second-order kinetic
model gives a better fit to the experimental data.



The second group deals with the preparation of ferrite a 50% BaFe Co O /50% NBR

11.5 0.5 19
nanocomposite with enhanced physical properties. This study aims to enhance the physical
properties of the examined samples and produce hard magnetic composites with good mechanical
properties in order to obtain more applicable material. The nanocomposite is synthesized by melt
mixing technique in a Brabender Plasticoder. The structure and morphology of the samples are
investigated using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), Raman
spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), and a scanning
electron microscope (SEM). The XRD confirms the hexagonal phase as the primary phase in the
prepared samples. The existence of an M-type hexagonal structure is confirmed by high-resolution
transmission electron microscopy (HR-TEM) and FTIR results. The Fe3+-O-Fe3+ super exchange
interaction in the current system can explain the high Ms values for BFCO. An investigation has
found that substitution in M-type hexaferrite systems alters the valence states of Fe2+ ions to Fe3+
ions at the 2a sites. This causes an enhancement of super exchange interactions that improves the
hyperfine field at 2b and 12k sites. The switching field distribution is computed and reported.
Tensile strength (T.S), Young’s modulus (E), hardness (H), and rheometric characteristics are
enhanced after the addition of BFCO nanoparticles to NBR polymer. Finally, the obtained data
from the present study reveal that the incorporation of 50% of BaFe Co O hexaferrite with
11.5 0.5 19
50% of NBR rubber enhances the physico-mechanical and magnetic characteristics of the prepared
nanocomposites. This indicates that hexaferrites achieve not only appropriate magnetic properties
for the prepared composites, but also strengthen the rubber matrix. The originality of this
investigation is clarified by emphasizing the magnetization of NBR and the good mechanical
properties of the investigated nanocomposites

تم توليف المعدن الانتقالي الكوبالت Co مع مركبات الهكسافريت (BaFe12O19) بنجاح عبر تقنية الاحتراق التلقائي للسيترات. تم تصنيف العينات إلى مجموعتين.
في المجموعة الأولى، جرت محاولة لدراسة تأثير الاستبدال بأيونات الكوبالت (Co 2+) على السلوك البنيوي والمورفولوجي والمغناطيسي . وفقًا للنتائج التي تم الحصول عليها من المجموعة الأولى، يتم استخدام تركيبة (BaFe12O19) كمادة ماصة لإزالة (Cr (VI من المحلول المائي. السعة القصوى للامتصاص الـ (Cr (VI على الهكسافريت النانونية هي أكبر من تلك الموجودة في المواد الماصة الأخرى المذكورة في المؤلفات. يعطي النموذج الحركي من الدرجة الثانية الزائفة ملاءمة أفضل للبيانات التجريبية.
المجموعة الثانية تم تحضير وتحسين الخصائص الفيزيائية للمركب النانونية 50% BaFe12O19/50% NBR.
تهدف هذه الدراسة إلى تعزيز الخصائص الفيزيائية للعينات التي تم فحصها وإنتاج مركبات مغناطيسية صلبة ذات خصائص ميكانيكية جيدة للحصول على مواد أكثر قابلية للتطبيق. تم تصنيع المركب النانوي عن طريق تقنية الخلط الذائب فى جهاز بلاندر بلاستك اوردر. تم فحص بنية العينات و مورفولوجيتها باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR)، مطياف رامان ، التحليل الطيفي للأشعة السينية (XPS) ، مجهر القوة الذرية (AFM) ، والمجهر الإلكتروني الماسح. (SEM)
تم التأكد من أن الهكسافيت هي طور منفرد في العينات المحضرة بأستخدام XRD. وكذلك تم تأكيد وجود بنية سداسية من النوع M من خلال المجهر الإلكتروني عالي الدقة (HR-TEM) ونتائج (FTIR).
يمكن أن يفسر تفاعل التبادل الفائق Fe3+-O-Fe3+ في النظام الحالي قيم MS العالية لـ BFCO. وجد تحقيق أن الاستبدال في أنظمة الهكسافيريت من النوع M يغير حالات التكافؤ لأيونات Fe2+ إلى أيونات Fe3+في مواقع 2a. يؤدي هذا إلى تعزيز تفاعلات التبادل الفائقة التي تعمل على تحسين المجال فائق الدقة في مواقع 2b و12k. تم حساب توزيع مجال التبديل وتقريره.
تم تحسين مقاومة الشد (T.S)، معامل يونغ (E)، الصلابة (H)، وخصائص الريومترية بعد إضافة الجسيمات النانوية BFCO إلى بوليمر NBR.
أخيرًا، أكدت البيانات التي تم الحصول عليها من هذه الدراسة أن دمج 50 ٪ من BaFe12O19 مع 50 ٪ من NBR عزز الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والمغناطيسية للمركبات النانوية المحضرة. يشير هذا إلى أن الهكسافريت لا تحقق فقط الخصائص المغناطيسية المناسبة للمركبات المحضرة، ولكن أيضًا تقوي مصفوفة المطاط. تم توضيح أصالة هذا التحقيق من خلال التأكيد على مغنطة NBR والخصائص الميكانيكية الجيدة للمركبات النانوية التي تم فحصها.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.