Síntese, caracterização estrutural e magnética de hexaferritas de bário dopadas com La3+ e Co2+
Hexaferritas dopadas, nanopartículas, terra rara, quitosana,
propriedades magnéticas, efeito Hopkinson.
A hexaferrita de bário, um óxido de ferro de geometria hexagonal, desempenha atualmente um importante papel tecnológico em aplicações 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 raio X, microscopia eletrônica varredura, magnetometria de amostra vibrante, espectroscopia Mössbauer e sistema de medição de propriedades físicas. Os difratogramas de raio X revelaram a presença da fase cristalina do tipo BaFe12O19 em todas as amostras, com tamanho médio de partícula variando entre 71 - 58 nm, diminuindo com a dopagem. As micrografias eletrônicas apresentaram uma morfologia de partícula na forma de nanobastões e nanoplaquetas, com comprimentos e diâmetros variando 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 significativa (~10%) na magnetização de saturação 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 em sítios específicos da hexaferrita de bário. Nas medidas M x T foi detectado o efeito Hopkinson, um aumento da magnetização nas proximidades da temperatura de Curie.