ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: SÍNTESE E ESTUDO DA FERRITA DE Ni0,5Zn0,5 COMO ABSORVEDOR DE RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
AUTORES: LAGO, C. R. C. (UFRN) ; LIMA, U. R. (UFRN) ; PESSOA, R. C. (UFRN) ; NASAR, M. C. (UFRN) ; NASAR, R. S. (UFRN) ; RESENDE, M. C. (CTA)
RESUMO: A ferrita de níquel-zinco, Ni0,5Zn0,5Fe2O4, foi sintetizada através do método dos citratos precursores. As amostras foram calcinadas a 350ºC/3h, 500 ºC/3h, 1000 ºC/3h e 1100 ºC/3h, com e sem controle de atmosfera inerte, estudadas por análise termogravimétrica (TGA/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e medidas de refletividade. Os dados do DRX mostraram a formação da fase espinélio para todas as amostras, sendo que em temperaturas acima de 500°C, sem controle de atmosfera, ocorreu a precipitação de fase hematita. As medidas de refletividade mostraram que a ferrita Ni0,5Zn0,5 apresenta bom desempenho como material absorvedor de radiação eletromagnética (MARE), absorvendo um máximo de 96,9% (-15 dB).
PALAVRAS CHAVES: citratos precursores, ferritas nanométricas e mare (material absorvedor de radiação eletromagnética).
INTRODUÇÃO: As ferritas de níquel-zinco são materiais importantes para a indústria tecnológica, pois apresentam boas propriedades elétricas e magnéticas. A fim de satisfazer às exigências de equipamentos modernos geradores de microondas, tais como telefones celulares, microcomputadores, antenas de rádio-transmissão, entre outros, o interesse no desenvolvimento e caracterização de materiais absorvedores de radiação (RAM- Radar Absorbing Materials) tem sido ampliado. Nesse trabalho, medidas de refletividade foram realizadas, visando estudar o efeito que esse tipo de material tem sobre radiações incidentes.
O método utilizado para o preparo da ferrita Ni0,5Zn0,5Fe2O4 foi o dos citratos precursores, pois possibilita a obtenção de pós com boa homogeneidade química, alta área de superfície e controle rigoroso da estequiometria. A caracterização da ferrita de NiMg foi feita por várias técnicas, tendo como objetivo verificar quais as propriedades que o material apresenta e se estas são significantes para aplicações nas áreas de eletro-eletrônicos, naval, aeroespacial e nanotecnologia.
Este trabalho tem como objetivo descrever a síntese da ferrita de NiZn pelo método dos citratos precursores, por ser, este método, altamente eficiente, as suas propriedades magnéticas como MARE, obtidos pelas medidas de refletividade e suas características morfológicas, visualizadas através das microscopias eletrônicas.
MATERIAL E MÉTODOS: A síntese da ferrita de NiZn é precedida pela síntese dos citratos dos metais que a compõe, devendo-se a isso, o nome do método utilizado (citratos precursores). Cada citrato é obtido pela mistura do nitrato do metal com ácido cítrico, formando um quelato. O sistema Ni0,5Zn0,5Fe2O4 é então preparado pela calcinação da mistura dos citratos de níquel, zinco e ferro, anteriormente preparados. A ferrita foi sintetizada misturando, na proporção estequiométrica fixada, os citratos de níquel, zinco e ferro, levando-os para aquecimento e agitação magnética por 2 horas para melhor homogeneizar. A mistura é então calcinada num forno (EDG 3P - S) até 350ºC/3h, obtendo-se um pó fino e homogêneo. Após a queima, o pó obtido é desaglomerado e peneirado em malha 325 ABNT. A amostra é então dividida para ser calcinada a outras temperaturas, 500ºC, 1000ºC e 1100ºC, todas por 3 horas, e novamente desaglomerada. As amostras foram analisadas pelas técnicas de DRX, MEV, TGA/DTG e refletividade.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1 mostra os difratogramas de raios X dos pós calcinados, sob atmosfera de argônio, a 1000 e 1100ºC/3h, neles aparecem os picos característicos da fase espinélio. Nos pós calcinados acima de 500ºC, sem controle de atmosfera, formou-se uma segunda fase, a hematita (Fe2O3). A hematita deve ter sido formada pela presença de oxigênio no forno durante a calcinação, já que, quando feita a queima em atmosfera de argônio, não há formação dessa fase.
O TGA/DTG mostrou a perda de massa da ferrita calcinada a 350ºC/3h. Os dados obtidos para temperaturas até 1000ºC mostraram que ocorrem três etapas de perda de massa, a primeira entre 28-280ºC, mostrando a saída de água, a segunda entre 280-630ºC e a terceira entre 630-850ºC, devido à volatilização dos nitratos e carbonatos. O MEV mostrou a obtenção de partículas micrométricas, sendo elas entre 0,5E-9m para as amostras calcinadas a 1000ºC/3h e 2E-9m para as calcinadas acima de 1100ºC/3h. Esse aumento é natural, devido à fusão entre grãos a altas temperaturas.
As medidas de refletividade estão mostradas na figura 2, a linha preta horizontal é a referência, material 100% refletor. A análise da atenuação (refletividade) do pó calcinado a 1000°C/3h apresentou baixos valores de absorção de radiação. O tamanho de partículas, nesta temperatura, variou de 0,3 a 0,7 m, isto indica que ocorre a formação de monodomínios e/ou multidomínios magnéticos reduzidos nas partículas. Já as amostras calcinadas a 1100ºC/3h, a absorção máxima esteve entre -10 e -15 dB, 90 e 96,9%, respectivamente, para freqüências acima de 10 GHz. Isso pode ser devido ao maior tamanho das partículas, 1,0-2,0 m, favorecendo absorção da radiação incidente.
CONCLUSÕES: Com os resultados obtidos nas análises feitas para a ferrita NiZn, conclui-se que o material é importante para a indústria de alta tecnologia. O método dos citratos precursores mostrou alta eficiência, pois possibilitou a fácil manipulação estequiométrica, assim como a obtenção de partículas micrométricas. Os estudos sobre refletividade mostraram-se satisfatórios para absorção em altas freqüências, o que poderá ampliar ainda mais as áreas de aplicação desse tipo de material.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao PROPESQ, CTA e ao LACAV.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LIMA, U. R. “Síntese e caracterização de nanoferritas à base de níquel-zinco e níquel-cobre-zinco”. Natal/RN: Dissertação de mestrado – CCET - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, (2006).
JOHNSON, D. W., GHATE, B. B. American Ceramic Society, Columbus, Ohio, 1985, p.27.
MIGLIANO, C. C. A., REIS DE FREITAS, A. C., MELO, L. C. F. Características de Absorção da Radiação Eletromagnética em Revestimentos Planos à Base de Ferritas de Mg-Mn.
