Hexaferrites have a broad scope for application based on their physical properties. To study the influence of replacing cerium and gadolinium ions in hexaferrites, it is very important to understand their structural, electrical, and magnetic properties of hexaferrites. In this regard, the W-type strontium hexaferrite doped with Ce3 + and Gd3+ ions was prepared using a proteic sol-gel process under a pressure of 3000 psi and sintered at 1200º C for 2 h at a heating rate of 1 and 2º C/min. A pure W-type strontium hexaferrite was identified using X-ray diffraction (XRD); the XRD patterns exhibited increasing lattice parameters and unit cell volume as a function of doping. Scanning electron microscopy analysis indicated growth on plates with hexagonal divisions. The inserted Gd3+ and Ce3+ ions caused imbalance in the lattice. Therefore, some of the Fe3+ ions present in the octahedral site were converted to Fe2+ ions. Thus, the Curie temperature was reduced to 474º C, increasing the coercivity and reducing the superexchange interactions between Fe-O. The high saturation magnetization and low coercivity in the samples indicate that the hexaferrites are potential candidates for applications involving microwave absorption. In addition, impedance spectroscopy measurements indicated the presence of a replacement threshold with rare earth ions, which results in an increased resistivity; this is predominantly mediated by oxygen vacancies in the Ce3+-doped hexaferrite. / As hexaferritas apresentam um vasto campo de aplicações a depender de suas propriedades físicas. Estudar a influência da substituição dos íons de cério e gadolínio é de suma importância para entender como funciona o mecanismo de obtenção das propriedades estruturais, elétricas e magnéticas nas hexaferritas. Dessa forma, a hexaferrita de estrôncio tipo W foi dopada com íons de Ce3+ e Gd3+ foi obtida via processo sol-gel proteico à 3000 psi e sinterizada a 1200º C/2h com taxa de aquecimento de 1 e 2 /C/min. A fase pura da hexaferrita de estrôncio tipo W foi identificada por difração de raios X com aumento dos parâmetros de rede e volume da cela unitária em função da dopagem. As análises de microscopia eletrônica de varredura indicam o crescimento em placas com clivagens hexagonais. . Os íons de Gd3+ e Ce3+ quando inseridos provocou um desbalanceamento de cargas, levando a transformação de certa quantidade de íons Fe3+, presente no sítio octaédrico, para Fe2+. Tal fato leva a redução da temperatura de Curie para 474º C, aumento da coercividade e redução das interações de super troca entre Fe-O. A alta magnetização de saturação e baixa coercividade apresentadas pelas amostras, indicam que as hexaferritas são considerados candidatos em potencial para fins de absorção de micro-ondas. Além disso, as medidas de espectroscopia de impedância indicam que existe um limiar de substituição com os íons terra rara para que haja aumento da resistividade e a condução ocorra predominantemente mediada por vacâncias de oxigênio na hexaferrita dopada com íon de Ce3+.
Palavras
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/5257 |
| Date | 20 February 2015 |
| Creators | Andrade, Bruna da Costa |
| Contributors | Macêdo, Marcelo Andrade |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Física, UFS, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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