Ferrita de bário: preparação de fases dopadas com cobalto, titânio e estanho

Abstract

A substituição parcial de íons Fe3+ por pares de íons (Co2+-Ti4+ ou Co2+-Sn4+) na ferrita de bário hexagonal (BaFe12O19) leva a uma substancial diminuição no campo coercitivo (Hc) com uma pequena mudança na magnetização de saturação (Ms), permitindo seu uso em gravação magnética e magneto-óptica de alta densidade. Os diferentes métodos de preparação de ferritas de bário resultam em produtos com propriedades distintas. Neste trabalho, preparou-se BaFe12-2xCoxTixO19 e BaFe12-2xCoxSnxO19 (0,25 £ x £ 1) por coprecipitação, utilizando cloretos dos metais precursores e solução de KOH/K2CO3 como precipitante. Após a secagem, o produto obtido foi calcinado a 950oC por 3h, lavado e seco. Os difratogramas de raios X indicaram a formação da ferrita de bário. As micrografias eletrônicas de varredura mostraram que os pós obtidos apresentam-se na forma de plaquetas hexagonais de 1 a 2mm. As curvas de magnetização das ferritas de bário dopadas mostraram que o campo coercitivo e a remanência diminuem em função do aumento da razão de substituição x. A curva de magnetização da amostra dopada com Co-Ti, com x = 1 é característica de uma ferrita mole, com Hc = 13,5 kA.m-1 (0,17 kOe), Ms = 46,1 emu.g-1 e Mr = 11,0 emu.g-1. Para a amostra dopada com Co-Sn a diminuição de Mr não é significante. Estes resultados mostraram que as propriedades magnéticas das ferritas de bário dopadas obtidas por coprecipitação foram melhoradas, em relação aos dados da literatura para ferrita de bário pura ou dopada.

The partial substitution of Fe3+ ions with pairs of ions (Co2+-Ti4+ or Co2+-Sn4+) in hexagonal barium ferrite (BaFe12O19) leads to a substantial reduction on coercivity (Hc) with only a low change in saturation magnetization (Ms), allowing its use in high density magnetic and magneto-optical recording. Different preparative methods result in barium ferrites with distinguished properties. In this work, BaFe12-2xCoxTixO19 and BaFe12-2xCoxSnxO19 (0.25 £ x £ 1) were prepared by the coprecipitation method using chloride salt precursors and KOH/K2CO3 solution. After drying, the powder was calcinated at 950oC by 3 h, washed and dried. The X ray diffraction patterns indicated the barium ferrite phase formation. The scanning electron micrographs showed that the particles are hexagonal platelike with diameter size ranging from 1 to 2 mm. The magnetization curves of substituted barium ferrites showed that the values of Hc and Mr decrease with the increase of the substitution ratio x. The magnetization curve profile for Co-Ti substituted sample with x =1 is characteristic of a soft ferrite with Hc = 13.5kA.m-1 (0.17 kOe), Ms = 46.1 emu.g-1 and Mr = 11.0 emu.g-1. These results indicated that the magnetic properties of substituted barium ferrites obtained by coprecipitation were improved when compared with the literature data for pure and substituted barium ferrite.