Tufal atığındaki hematit kullanılarak stronsiyum hekzaferrit bazlı ferritik mıknatıs tozunun üretilmesi

Mıknatıslar günümüz elektrikli araçların elektrik motorlarında, manyetik rezonans görüntüleme (MR) cihazlarında, hoparlör ve kulaklıklar gibi bir çok sistemlerin en önemli bileşenleridir. Ülkemizde yerli olarak mıknatıs üretiminin olmaması ve yukarıda bahsedilen sektörlerde mıknatıs kullanımının yaygınlaşması nedeniyle hem ülkemizde hem de küresel pazarda mıknatıs ihtiyacı önemli derecede artmıştır. Dolayısıyla, yerli hammaddelerimizi kullanarak mıknatıs tozunun üretimi konusunda çalışma ihtiyacı doğmuştur. Bu çalışma kapsamında tufal olarak adlandırılan yerli demir oksit malzemesi Türkiye'de demir çelik endüstrisinde faaliyet gösteren firmalardan alınıp, stronsiyum karbonat ile sentezlenerek stronsiyum hekzaferrit bazlı mıknatıs tozunun üretilmesi üzerinde çalışılmıştır. Tufal numuneleri ısıl işlem ve mekanik öğütme işlemlerine tabi tutularak, hematit fazına dönüştürülmeye çalışılmıştır. 10 farklı tufal numunesinin kristal fazları ve elemental muhtevası XRD cihazı vasıtasıyla yarı kantitatif olarak analiz edilmiştir ve en yüksek hematit oranına sahip numuneler belirlenmiştir. Bu numuneler ve Çin'den hazır olarak alınan ticari demir oksit numuneleri stronsiyum karbonat malzemesi ile 1,5 – 1,6 stokiyometrik oranları aralığında 12 farklı şekilde sentezlenmiştir. Sentezleme işlemlerinde yüksek enerjili bilyeli değirmen kullanılmıştır ve mekanik olarak alaşımlandırılan sentezler sinterleme kül fırınında ısıl işleme tabi tutulmuştur. Nihai sentezlerin ısıl işlem sırasında aglomere olmasından dolayı yaş öğütme prosesi gerçekleştirilmiştir ve mikron mertebesinde stronsiyum hekzaferrit çamuru elde edilmeye çalışılmıştır. Bu sentez çamurları çeker ocak içerisinde ısıtıcı vasıtasıyla kurutularak kristal yapı analizine uygun hale getirilmiştir. Elde edilen kuru sentezlerin kristal yapıları XRD cihazı vasıtasıyla gözlemlenerek en yüksek orana sahip stronsiyum hekzaferrit sentezi K21 olarak belirlenmiştir. K21 numunesinin manyetik performansı, Çin'den hazır olarak alınan ticari Y30 derecesindeki mıknatıs tozunun manyetik performansı ile VSM - Titreşimli Numune Manyetometre cihazı vasıtasıyla kıyaslanmıştır. Analiz sonucuna istinaden yerli demir oksit ile elde edilen stronsiyum hekzaferrit tozunun ticari mıknatıs tozuna göre 15 kat daha düşük Hc (koersivite) değerine ulaştığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Stronsiyum hekzaferrit, kalıcı mıknatıslar, mekanokimyasal sentez