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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Otimização dos parâmetros da síntese do método de reação no estado sólido assistido por moagem de alta energia na hexaferrita de estrôncio dopada com Co2+ e Sn4+
Other Titles: Optimization of the synthesis parameters of the solid-state reaction method assisted by high-energy milling in strontium hexaferrite doped with Co²⁺ and Sn⁴⁺
???metadata.dc.creator???: Lira, Victoria Christine Costa 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Fonseca Filho, Henrique Duarte da
???metadata.dc.contributor.referee1???: Alcaide, Ernesto Govea
???metadata.dc.contributor.referee2???: Triches, Daniela Menegon
???metadata.dc.description.resumo???: Neste estudo, foram otimizados os parâmetros de síntese da reação no estado sólido convencional combinada com moagem de alta energia para obter um composto monofásico de hexaferrita a temperaturas mais baixas, sem fases secundárias. Dois métodos foram propostos: a reação no estado sólido convencional e a reação no estado sólido assistida por moagem de alta energia, com adição excessiva de íons de estrôncio (Sr). A comparação entre esses dois métodos foi realizada. As amostras sintetizadas pelo primeiro método foram caracterizadas utilizando técnicas como difração de raios X e refinamento de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de elétrons e espectroscopia Mossbauer. Além disso, as propriedades magnéticas foram investigadas com um magnetômetro de amostra vibrante, analisando os efeitos da dopagem dos íons Co2+ e Sn4+ no sistema SrFe12−2x(CoSn)xO19, com 0.0 ≤ x ≤ 0.7, à temperatura ambiente. Os resultados mostraram um ligeiro aumento nos parâmetros de rede ’a’ e ’c’ com o incremento dos teores de Co2+ e Sn4+. O refinamento das posições atômicas revelou pequenas modificações nas posições do íon Fe3+ e maiores variações nas posições dos íons O3 e O4, indicando a substituição dos dopantes em praticamente todos os sítios do íon Fe. A análise quantitativa de fases revelou a presença de várias fases secundárias em composições com maiores teores de Co-Sn, incluindo hematita em baixas concentrações e magnetita em altas concentrações. A espectroscopia M¨ossbauer confirmou a inserção dos dopantes Co2+ e Sn4+ nos sítios 2b, 4f1, 4f2 e 12k do Fe3+. A análise morfológica das amostras revelou partículas com morfologia de plaquetas, tamanhos irregulares e tendência a aglomeração devido à natureza magnética. O diâmetro das partículas aumentou de 0.93 μm na hexaferrita pura para 1.13 μm na amostra mais dopada. A análise EDS confirmou a crescente presença de Co e Sn. Em relação às medidas magnéticas, observou-se uma diminuição na coercividade (Hc) e na anisotropia magneto-cristalina (Keff ) com o aumento do teor de Co2+ e Sn4+. No segundo método, a síntese foi realizada utilizando a reação no estado sólido assistida por moagem de alta energia com tempos de 1 a 9 horas e adição de 0.4% de Sr em excesso. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X e refinamento de Rietveld, revelando a presença de uma fase única de hexaferrita em todas as composições com 0.0 ≤ x ≤ 0.7 para a moagem de 9 horas. Houve um incremento nos parâmetros de rede ’a’ e ’c’ conforme as composições aumentavam. Além disso, a estabilidade estrutural do material foi mantida, demonstrando que o método de reação no estado sólido assistida por moagem de alta energia é eficaz para evitar a formação de fases secundárias e promover a homogeneidade da dopagem.
Abstract: In this study, the synthesis parameters of the conventional solid-state reaction combined with high-energy milling were optimized to obtain a monophase hexaferrite compound at lower temperatures, without secondary phases. Two methods were proposed: the conventional solid-state reaction and the solid-state reaction assisted by high-energy milling, with an excess addition of strontium (Sr) ions. A comparison between these two methods was conducted. Samples synthesized by the first method were characterized using techniques such as X-ray diffraction and Rietveld refinement, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and Mössbauer spectroscopy. Additionally, the magnetic properties were investigated using a vibrating sample magnetometer, analyzing the effects of doping Co2+ and Sn4+ ions in the (SrFe12−2x(CoSn)xO19 system, with (0.0 ≤ x ≤ 0.7), at room temperature. The results showed a slight increase in the lattice parameters ’a’ and ’c’ with the increase in Co2+ and Sn4+ content. The refinement of atomic positions revealed minor modifications in the Fe3+ ion positions and more significant variations in the O3 and O4 ion positions, indicating the substitution of dopants in nearly all Fe ion sites. Quantitative phase analysis revealed the presence of several secondary phases in compositions with higher Co-Sn content, including hematite at low concentrations and magnetite at high concentrations. Mössbauer spectroscopy confirmed the insertion of Co2+ and Sn4+ dopants into the (2b, 4f1, 4f2, 12k sites of Fe3+. The morphological analysis of the samples revealed platelet-like particles with irregular sizes and a tendency to agglomerate due to their magnetic nature. The particle diameter increased from 0.93 μm in pure hexaferrite to 1.13 μm in the most doped sample. EDS analysis confirmed the increasing presence of Co and Sn. Regarding magnetic measurements, a decrease in coercivity (Hc) and magnetocrystalline anisotropy (Keff) was observed with increasing Co2+ and Sn4+ content. In the second method, synthesis was carried out using solid-state reaction assisted by high-energy milling for times ranging from 1 to 9 hours with the addition of 0.4% excess Sr. Samples were characterized by X-ray diffraction and Rietveld refinement, revealing the presence of a single hexaferrite phase in all compositions with (0.0 ≤ x ≤ 0.7) for 9 hours of milling. There was an increase in the lattice parameters ’a’ and ’c’ as the compositions increased. Furthermore, the material’s structural stability was maintained, demonstrating that the solid-state reaction method assisted by high-energy milling is effective in preventing the formation of secondary phases and promoting doping homogeneity.
Keywords: .
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???metadata.dc.subject.cnpq???: ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
???metadata.dc.subject.user???: Hexaferrita de estrôncio
Dopagem Co-Sn
Caracterização físico-química
Propriedades magnéticas
Síntese por reação no estado sólido
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Amazonas
???metadata.dc.publisher.initials???: UFAM
???metadata.dc.publisher.department???: Faculdade de Tecnologia
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citation: LIRA, Victoria Christine Costa. Otimização dos parâmetros da síntese do método de reação no estado sólido assistido por moagem de alta energia na hexaferrita de estrôncio dopada com Co2+ e Sn4+. 2024. 63 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2024.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
???metadata.dc.rights.uri???: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10293
Issue Date: 2-Jul-2024
Appears in Collections:Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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