Strontium hexaferrite (SrFe12O19–SF6) is a magnetic material of great interest in various research fields due to its high coercive field (Hc) and its high saturation magnetization. In this research, the effect of synthesis parameters on the structure and magnetic response was studied. It was evidenced that the parameters such as pH value and iron precursor type have a strong influence on the crystalline structure of the samples, since the pure phase of strontium hexaferrite was obtained by two different pathways (ferrous and ferric) and only at pH = 5. It was determined that there are differences in the magnetic response of both samples; the ferrous pathway generates the largest values of both saturation magnetization (74.3 emu g−1) and coercive field (5.2 kOe).
ResumenEn el trabajo actual se muestra que el método de síntesis que consiste en la reacción directa de praseodimio y azufre en su forma elemental, utiliza calor como tratamiento, con temperaturas relativamente bajas y tiempo de reacción de una semana, permite la preparación del compuesto Pr 2 S 3 , con una pureza de alrededor del 92%. La caracterización respectiva de los materiales resultantes se llevó a cabo utilizando polvo XRD, donde se determinó que el tratamiento térmico utilizado conduce de manera efectiva a la fuente binaria de interés, un compuesto conocido por ser semiconductor.Palabras clave: tratamiento con praseodimio, tratamiento térmico, semiconductor.
Sr0.5Ba0.5Nb2-xFexO6 (SBNF) ceramic powders for x=0.00, x=0.02 and x=0.03 were synthesized using coprecipitation method. The structure of the SBNF single phase with x=0.02 was identified by X-ray diffraction and Rietveld refinement; the morphology and size of the particles were observed by TEM and SEM-EDS microscopy. Electrical characterization showed that Fe doping did not cancel the typical ferroelectric relaxor behavior and magnetic characterization showed a weak ferromagnetic response, which suggest that the samples obtained can be considered as multiferroic.
<abstract> <p>Powders of the system (1–<italic>x</italic>)Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub>–<italic>x</italic>BiFeO<sub>3</sub> (<italic>x</italic> = 0, 0.02, 0.08, 0.10) are synthesized by the combustion reaction method. The crystal structure and the particle size of Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub> are modified by the incorporation of BiFeO<sub>3</sub>, as can be seen from the infrared spectroscopy and X-ray diffraction results. The inclusion of iron and the increase in the molar percentage of bismuth in the BNT matrix generate new bonds with a different force constant. The structural analysis showed that the addition of BFO to the BNT does not induce any structural phase transition, preserving the rhombohedral symmetry of the Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub> system. The electrical measurements show that the incorporation of iron increases the conductivity of the system generated by an increase in the concentration of oxygen vacancies; alternatively, the addition of 10% of BiFeO<sub>3</sub> generates ferrimagnetic behavior reflected in the magnetic hysteresis curves obtained at room temperature.</p> </abstract>
INTRODUCCIÓNUno de los enfoques prometedores para crear nuevos materiales es la combinación de diferentes propiedades físicas en un material para aumentar su funcionalidad. El acoplamiento entre los parámetros de orden magnético y ferroeléctrico puede conducir a efectos magnetoeléctricos, en los que la magnetización puede ser modificada por la aplicación de un campo eléctrico y viceversa. A la fecha han sido identificados relativamente pocos materiales multiferroicos, y en los que se conocen, el mecanismo que subyace a su ferroelectricidad es a menudo poco convencional [1]. El niobato de potasio y sodio, K 0.5 Na 0.5 NbO 3 (KNN), se ha considerado un buen candidato para la fabricación de cerámicas ferroeléctricas libres de plomo debido a su buena respuesta piezoeléctrica y la relativamente alta temperatura de Curie ~420 ºC [2]. Sin embargo, es muy difícil sinterizar cerámicas piezoeléctricas basadas en KNN debido a la volatilidad del Na y del K y a su alta reactividad con la humedad. Por otro lado el BiFeO 3 es un compuesto multiferroico muy utilizado recientemente debido a que sus temperaturas de transición eléctrica y magnética, están encima de la temperatura ambiente (T C ∼ 820-850 ºC, T N = 370 ºC) siendo un óptimo candidato para el desarrollo de aplicaciones. Uno de los grandes problemas con este compuesto es la presencia de impurezas que aumentan la conductividad eléctrica, enmascarando el fenómeno de la ferroelectricidad [3]. Por otro lado, el BiFeO 3 (BFO) se ha usado como dopante del KNN para formar contorno de fase morfotrópico (CFM) romboédrico-ortorrómbico [4]. Sin embargo, la solubilidad del BFO en KNN es pequeña, lo que se atribuye a la gran diferencia estructural entre ambos materiales (BFO romboédrico y KNN ortorrómbico); para aumentar la solubilidad del BFO en el KNN puede ser útil la sustitución del sitio A por lantano ya que puede desviar su estructura de romboédrica a tetragonal/ortorrómbica a temperatura ambiente, por ejemplo, la estructura del sistema (Bi 0.8 La 0.2 )FeO 3 (BLFO) es tetragonal [4]. La obtención de cerámicas densas basadas en KNN depende fuertemente de las características del polvo de partida, por esto deben utilizarse métodos de síntesis que garanticen el control estequiométrico, disminución de la temperatura de síntesis y sinterización, la reproducibilidad, etc. El método de reacción por combustión se destaca como un importante y moderno procedimiento para la síntesis instantánea de óxidos cerámicos multicomponentes, En la búsqueda de un material multiferroico, se prepararon polvos y piezas cerámicas del sistema ferroeléctrico libre de plomo (1-x)K 0.5 Na 0.5 NbO 3 -x(Bi 0.8 La 0.2 )FeO 3 (KNN-BLFO) (x=0.005, 0.010, 0.015, 0.020, 0.025), mediante el método de reacción por combustión. Para todas las estequiometrias estudiadas se obtuvo la fase perovskita característica del KNN. Con las diferentes caracterizaciones se determinó que el BLFO se incorpora en la estructura cristalina del KNN modificándola sin que se presente una transición de fase. Se comprobó además que la adic...
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