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Title: Síntese, caracterização estrutural e magnética de hexaferritas de bário dopadas com La3+ e Co2+
Other Titles: Synthesis, structural and magnetic characterization of barium hexaferrites doped with La3+ and Co2+
Authors: Silva, Lucas Marques da
Keywords: Hexaferritas dopadas;Nanopartículas;Terra rara;Quitosana;Propriedades magnéticas;Efeito Hopkinson
Issue Date: 6-Apr-2018
Citation: SILVA, Lucas Marques da. Síntese, caracterização estrutural e magnética de hexaferritas de bário dopadas com La3+ e Co2+. 2018. 97f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: A hexaferrita de bário, um óxido de ferro de geometria hexagonal, desempenha atualmente um importante papel tecnológico em aplicalções como ímãs permanente, dispositivos de microondas e gravação magnética. Neste trabalho, investigamos os efeitos da dopagem com íons de La3+ e Co2+ sobre as propriedades magnéticas e estruturais da hexaferrita de bário. Duas séries de amostras foram produzidas, Ba1−αLaαFe12−xCoxO19 com α=0,30, x=(0,0; 0,25; 0,50; 0,75; e 1,0) e α=0,10, x=(0,25 e 0,50). As amostras foram sintetizadas através do método de Reação por Coordenação Iônica em matriz polimérica de quitosana e calcinados ao ar em 900 ◦C/4 h. A caracterização foi realizada por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, magnetometria de amostra vibrante, espectroscopia Mössbauer e o sistema de medição de propriedades físicas. Os difratogramas de raios X revelaram a presença da fase cristalina do tipo BaFe12O19 em todas as amostras, com tamanho médio de partícula variando entre 58 - 71 nm, diminuindo com a dopagem. As microgra as eletrônicas apresentaram uma morfologia de partícula na forma de nanobastões, com comprimentos e diâmetros em torno de 190 nm e 70 nm, respectivamente. As análises detectaram impurezas de α-Fe2O3 e γ-Fe2O3, para a série com α=0,30. Os resultados das curvas M x H mostraram uma dependência da magnetização de saturação e coercividade com a dopagem, variando entre 62,9 - 68,8 emu/g, e 5,78 - 2,79 kOe, respectivamente. Uma melhora signi cativa (∼10%) na magnetização de saturação e um incremento no campo coercitivo foi observada na amostra Ba0,9La0,1Fe11,75Co0,25O19. As investigações através da espectroscopia Mössbauer demonstraram que a substituição do íon de Fe3+ por íons de Co2+ ocorreram com maior preferência nos sítios 4f1 e 2a da hexaferrita de bário. Nas medidas M x T foi detectado o efeito Hopkinson, um aumento da magnetização nas proximidades da temperatura de Curie.
Abstract: The barium hexaferrite, an iron oxide of hexagonal geometry, currently plays an important technological role in applications such as permanent magnets, microwave devices and magnetic recording. In this work, we investigated the e ects of doping with La3+ and Co2+ ions on the magnetic and structural properties of barium hexaferrite. Two series of samples were produced, Ba1−αLaαFe12−xCoxO19 with α=0.30, x=(0.0, 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0) and α=0.10, x=(0.25 and 0.50). The samples were synthesized by the Ionic Coordination Reaction technical in chitosan polymer matrix and calcined in air 900 ◦C/4 h. The characterization was performed by X ray di ractometry, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometry, Mössbauer spectroscopy and the physical properties measurement system. The X ray di ractograms revealed the presence of the BaFe12O19 type crystalline phase in all samples, with mean particle size ranging from 71 - 58 nm, decreasing with doping. The electron micrographs presented a particle morphology in the form of nanorods, with lengths and diameters around 190 nm and 70 nm, respectively. The analysis detected impurities of α-Fe2O3 and γ-Fe2O3, for the series with α=0.30. The results of the M x H curves showed a dependence of saturation magnetization and coercivity with doping, ranging from 62.9 - 68.8 emu/g, and 5.78 - 2.79 kOe, respectively. A signi- cant improvement (∼10%) at saturation magnetization and an increase in the coercive eld was observed in sample Ba0,9La0,1Fe11,75Co0,25O19. Investigations using Mössbauer spectroscopy demonstrated that the substitution of the Fe3+ by Co2+ ions occurred more strongly in 4f1 and 2a sites of barium hexaferrite. In the M x T measurements, was detected the Hopkinson e ect, an increase in magnetization near the Curie temperature.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25686
Appears in Collections:PPGFIS - Mestrado em Física

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