Síntese, Caracterização E Estudo De Propriedades Magnéticas De Ferritas Mistas / Synthesis, characterization and study of the Co1-Xmgxfe2o4 (0 ≤ X ≤ 0,6) Mixed with Ferrites Magnetic Properties

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

15/04/2011

RESUMO

A nanociência e a nanotecnologia têm apresentado um grande crescimento devido às novas propriedades exibidas por materiais em regime nanométrico. Por isso, materiais magnéticos com tamanhos cada vez menores têm sido estudados; dentre estes materiais, as ferritas têm sido extensivamente pesquisadas em novas aplicações como carreadoras de fármacos e composição de ferrofluidos. Neste trabalho ferritas mistas de cobalto e magnésio, Co1-xMgxFe2O4 onde 0 ≤ x ≤ 0,6, foram sintetizadas através do método de hidrólise forçada, que envolve a hidrólise de uma mistura de sais precursores em um meio orgânico a médias temperaturas. A caracterização estrutural dos materiais obtidos foi realizada por Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET); ainda foram realizadas análises de Espectroscopia de Infravermelho (FTIR), de Termogravimetria (TG) e de Análise Térmica Diferencial (DTA). A caracterização magnética destes materiais foi realizada em um Magnetômetro de Amostra Vibrante (VSM), com campos aplicados de -2 a +2 Tesla e temperaturas de 273, 323 e 373 K, e em um Sistema de Medidas de Propriedades Físicas (PPMS), em temperaturas de 4 a 300 K. Os materiais sintetizados apresentaram estrutura de espinélio com baixa cristalinidade e diâmetros médios de cristalito menores que 5 nm. A presença de resíduos orgânicos provenientes da etapa de síntese foi detectada e quantificada nas amostras; além disso, observou-se um aumento da cristalinidade das mesmas quando tratadas termicamente. Através das curvas de magnetização a temperatura ambiente das amostras, observou-se que as mesmas apresentavam superparamagnetismo. Os valores de Magnetização de Saturação (Ms) a temperatura ambiente foram de 260,29, 237,42, 198,27, 191,25 e 161,49 emu/cm3 para as amostras com x =0, 0,2, 0,4, 0,5 e 0,6, respectivamente; logo a substituição de íons Co2+ por Mg2+ causa a diminuição da magnetização de saturação das amostras. Através de curvas de Zero Field Cooling (ZFC) e Field Cooling (FC) os valores das Temperaturas de Bloqueio (TB) e, consequentemente, das Constantes de Anisotropia Efetiva (Kef) das amostras foram obtidos; estes valores foram de, respectivamente, 196 K e 1,41 x 107 ergs/cm3 para a amostra com x = 0; 178 K e 1,28 x 107 ergs/cm3 iv para a amostra com x = 0,2; 172 K e 1,24 x 107 ergs/cm3 para a amostra com x = 0,4; 172 K e 1,24 x 107 ergs/cm3 para a amostra com x = 0,5 e 146 K e 1,05 x 107 ergs/cm3 para a amostra com x = 0,6. Todos os valores de TB e de Kef obtidos decresceram frente ao aumento da concentração de Mg2+, o que foi explicado em termos da diminuição de Ms ao longo da série de amostras. Uma comparação entre os valores de constante de anisotropia foi feita para a amostra x = 0, a ferrita de cobalto no estado bulk e nanopartículas de ferrita de cobalto com 8,5 nm de diâmetro; visto que o valor desta constante é consideravelmente maior para a amostra x = 0 conjecturou-se que as contribuições de superfície e de interações magnéticas entre partículas à energia de anisotropia sejam maiores para a amostra x= 0 do que para as nanopartículas de CoFe2O4 usadas na comparação.

ASSUNTO(S)

ferritas superparamagnetismo hidrólise forçada quimica ferrites superparamagnetism forced hydrolisys

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