ÁREA: Química dos Materiais
TÍTULO: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DA FERRITA DE NI-MG
AUTORES: OLIVEIRA*1, J. F.- UFRN; PESSOA1, R. C.-UFRN; SILVA1, J. E.M.- UFRN; REZENDE2. M. C – CTA/IAE; NASAR1, M. C. – UFRN; NASAR1, R. S. – UFRN
FRANCINALDO@QUIMICA.UFRN.BR
1 – DEPARTAMENTO DE QUíMICA – UFRN
2 – CENTRO TECNOLóGICO AEROESPACIAL – CTA/IAE
RESUMO: RESUMO: neste trabalho foi utilizado o método dos citratos precursores o qual tem como produto final um pó de alta homogeneidade e partículas de dimensões nanométricas. No processo foram utilizados resinas de ferro, níquel e magnésio com a estequiometria Ni1-xMgxFe2O4, o material foi calcinado nas temperaturas de 350ºC/5h, 800ºC/3h e 900ºC/3h. e depois caracterizado por (FTIR), e (DRX). As caracterizações confirmaram que ocorreu formação da fase cúbica tipo espinélio. Não foi observada fase intermediária, como a hematita. O cristalito variou numa faixa nanométrica de 8,27 nm a 131,18 com o aumento da temperatura. A substituição de Fe3+ por Mg2+ na estrutura espinélio provoca a formação de vacâncias de oxigênio que causam o alivio de tensões mecânicas em microrregiões.
PALAVRAS CHAVES: ferritas, citrato precursor, ferrita nimg,
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: os materiais magnéticos são conhecidos há milhares de anos. O processo de magnetização está intimamente ligado à estrutura magnética interna do material. O material apresenta varias regiões magnetizadas, mas cada uma em um sentido diferente. Essas regiões são chamadas de domínios magnéticos [1]. O presente trabalho tem por objetivo a síntese de um material que apresente boas propriedades magnéticas. Essa otimização pode ser atingida com a modificação na microestrutura do material, através de: método de síntese, dopantes e temperatura. O equilíbrio entre esses fatores leva a formação de uma fase homogênea e estável.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: com o objetivo de obter a ferrita de Mg-Ni foi necessário a preparação das resinas de níquel, ferro e magnésio, O método empregado foi o dos citratos precursores, que baseia-se na capacidade de certos ácidos poli básicos formar complexos com os metais utilizados na reação, e formar citratos metálicos (quelatos). Os citratos obtidos nas resinas foram misturados seguindo a razão estequiométrica Ni1-xMgxFe2O4 com x= 0,2/mol% de acordo com a reação.
Citrato de Ni + Citrato de Mg + Citrato de Fe Ni1-xMgxFe2O4
A mistura foi pirolisada a 350ºC/5h, Após a queima o pó obtido foi analisado por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e difração de raios-X (DRX),. Parte do pó foi submetido a tratamento térmico as temperaturas de 800º e 900ºC/3h. os quais foram também analisados por DRX, para observação das fases obtidas com a variação da temperatura.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADO E DISCUSSÕES: na figura 1, o espectro de infravermelho da ferrita de MgNi a 350ºC/3,5h mostrou a presença de poucos estiramentos de grupos orgânicos, uma banda de absorção em 3390 cm-1 referente a estiramentos OH- proveniente da umidade no material e grupos de citratos. As bandas em 1491 cm-1 e 2340 cm-1 são referentes a estiramentos e deformações de grupos CH2 e CH3. A banda em 577 cm-1 está relacionada a deformação metal-oxigênio da ferrita.
Espectros de difração de raios-X (DRX): a difração de raios-X, figura 2 o pó calcinado a 350ºC/5h mostrou a formação da fase cristalina de NiMg e uma banda difusa de fase amorfa remanescente da decomposição da matéria orgânica dos citratos. O pó calcinado a 800ºC/3h com a formação da fase espinélio cúbica da ferrita de NiMg [3]. A difração de raios-X, o pó calcinado a 900ºC/3h mostra a formação da fase única espinélio com alta cristalinidade. Foi formada a fase espinélio sem o uso de atmosfera redutora durante a calcinação dos pós. Isto indica que o método de síntese dos pós foi eficiente na obtenção da fase quimicamente homogênea e com alta cristalinidade.
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: a análise das fases mostrou a formação da fase única cúbica do tipo espinélio. Isto indica que o método de síntese foi eficaz no preparo destas soluções sólidas complexas. O íon Mg2+ formou solução sólida substituindo posições de Fe2+ observado pela variação do parâmetro de rede da estrutura cúbica. A substituição de íons causou a formação de vacâncias de oxigênio que aliviam tensão e aumentam o volume dos domínios ferromagnéticos.
AGRADECIMENTOS:AGRADECIMENTOS: ao Centro Tecnológico da Aeronáutica CTA/IAE, CT - INFRA/LIEM-UFRN, Departamento de Química da UFRN e ao CNPq pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:BIBLIOGRAFIAS:[1] NETO, L.F. Feira de ciência. Domínios magnéticos. Documento digital. Disponível em Acesso em: 2 Maio 2006.
[2] M.E. RABANAL, A. VÁREZ, B. LEVENFELD, J.M. TORRALBA. Magnetic properties of Mg-ferrite after milling process. Journal of Materials Processing Technology, 143–144 (2003) 470–474.
[3] DIAS, J. C. MARTINS,I.M, NOHARA, E.L.REZENDE, M.C, Refletividade de Fótons Microondas por Tintas Poliuretânicas Aditadas com Ferritas de NiZn e MnZn, Revista de Física Aplicada e Instrumentação, vol. 18, no. 1, Março, 2005.