Combustion reaction synthesis and characterization of Ni-Zn ferrite doped with Cu2 + and Al3 + ions.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-10-09T10:32:14Z No. of bitstreams: 1 POLYANA TARCIANA ARAÚJO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO PPGEM 2011.pdf: 18984035 bytes, checksum: 6e0feea893a0d318cedcc531eff175ba (MD5)Made available in DSpace on 2019-10-09T10:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 POLYANA TARCIANA ARAÚJO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO PPGEM 2011.pdf: 18984035 bytes, checksum: 6e0feea893a0d318cedcc531eff175ba (MD5) Previous issue date: 2011-02As ferritas são materiais cerâmicos magnéticos, caracterizadas por conter Fe2O3 como principal componente e exibirem magnetização espontânea na ausência de campo magnético aplicado. As ferritas alcançaram grande importância industrial que podem ser utilizadas em uma vasta gama de aplicações que vai desde a enorme demanda pela fabricação de dispositivos eletro-eletrônicos do tipo magnéticos macios e duros, ate, aplicações como carregadores de fármacos, absorvedor de radiação eletromagnética, entre outras. Assim, este trabalho tem como objetivo investigar o efeito da dopagem de 0,3 mol de Al3+ e 0,1 mol de Cu2+ sobre a estrutura, morfologia e características magnéticas de ferritas Ni-Zn sintetizadas por reação de combustão utilizando um recipiente de aço inox e como fonte de aquecimento uma resistência em espiral. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), analise química por fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDX), espectroscopia no infravermelho (FITR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), adsorção de N2, e por medidas magnéticas. Os resultados obtidos apresentaram a formação da fase do espinélio inverso da ferrita Ni-Zn para as amostras como sintetizadas e apos calcinação. Para a composição dopada com 0,1 mol de Cu2+ observou-se tracos de segunda fase de ZnO. Os espectros de FTIR das amostras apresentam duas bandas de absorção característica do estiramento do grupo O-H e banda correspondente ao estiramento N-O decorrente do nitrato. As amostras sintetizadas apresentaram um elevado valor de área superficial, consequentemente tamanho de partícula nanométrica. Morfologicamente, as amostras de ferritas dopadas sem e com calcinação resultaram em aspecto de aglomerados irregulares e não densos. O mapeamento por EDS indicou boa homogeneidade química dos elementos característicos constituintes da ferrita Ni-Zn com ambos os dopantes. A perda de massa total pelos resultados de TGA e DTA foi menores para os sistemas dopados e calcinados com 0,3 mol de Al3+ e 0,1 mol de Cu2+. As ferritas Ni-Zn dopadas com 0,3 mol de Al e 0,1 mol de Cu apresentaram comportamento superparamagnético e apos a calcinação, observou a formação de um material com características magnéticas de comportamento mole (fácil magnetização e desmagnetização). As amostras calcinadas são promissoras para dispositivos magnéticos moles e absorvedores de radiação eletromagnética e, as não calcinadas para outras aplicações como catalise, sensores e carregadores de fármacos.The magnetic ferrites are ceramic materials, characterized by containing Fe203 as main component and exhibit spontaneous magnetization in the absence of applied magnetic field. The ferrites have achieved great industrial importance which may be used in a wide range of applications ranging from the huge demand for the manufacturing of electrical and electronic devices like magnetic soft and hard, until, as shippers applications of drugs, electromagnetic radiation absorber between others. This study aims to investigate the effect of doping of 0,3 mol of Al3+ and 0,1 mol of Cu2+ on the structure, morphology and magnetic characteristics of Ni-Zn ferrite synthesized by combustion reaction using a stainless steel container and as a source of resistance heating spiral. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), chemical analysis by X-ray fluorescence, energy dispersive (EDX), infrared spectroscopy (FITR), scanning electron microscopy (SEM), N2 adsorption, and measures magnetic. The results showed the formation of inverse spinel phase of Ni-Zn ferrite for samples as synthesized, after calcination. For the composition doped with 0,1 mol of Cu was observed traces of the second phase of ZnO. The FTIR spectra of the samples show two absorption bands characteristic of OH group stretching band corresponding to stretching and NO resulting from nitrate. The synthesized samples showed a high amount of surface area, therefore nano-particle size. The morphology of ferrite samples doped with and without calcination resulted in the appearance of irregular clumps and not dense. The EDS mapping showed a good chemical homogeneity of constituent elements characteristic of Ni-Zn ferrite with both dopants. The total mass loss by TGA and DTA results was lower for the systems doped and annealed with 0,3 mol of Al3+ and 0,1 mol of Cu2+. The Ni-Zn ferrite doped with 0,3 mol of Al3+ and 0,1 mol of Cu2+ showed superparamagnetic behavior and after calcination, showed the formation of a material with soft magnetic behavior (magnetization and demagnetization easy). The calcined samples are promising soft magnetic devices and absorbers of electromagnetic radiation, and the non-calcined for other applications such as catalysis, sensors and drug carriers