Efeito da adição de niquel nas propriedades estruturais e magnéticas da granada de ferro e ítrio

Abstract

Neste trabalho apresentamos as propriedades magnéticas e estruturais do composto Y₃(Fe₁-ₓNiₓ)₅O₁₂, (x = 0; 0,01; 0,03; 0,05), obtido pelo método Sol-Gel. Para o estudo, utilizaram-se técnicas de caracterização estrutural, morfológica e magnética. Para a síntese das nanopartículas de Y₃(Fe₁-ₓNiₓ)₅O₁₂, foram utilizados materiais à base de nitratos e água destilada como solvente. As temperaturas características da decomposição do material foram analisadas utilizando a técnica termogravimétrica e calorimetria diferencial de varredura. Este estudo mostrou que existem várias etapas na formação do material, relacionadas com as perdas de água, de materiais orgânicos e com a formação da fase cristalina. Os resultados obtidos a partir da Difração de Raios-X (DRX) mostraram a formação de uma única fase cristalográfica até x = 0,03, correspondente à granada de ferro e ítrio; enquanto uma fase secundária pertencente à Hematita foi observada para x = 0,05. O aumento observado no parâmetro de rede está relacionado com o maior raio iônico do Ni²⁺ em relação ao do Fe³⁺. A morfologia dos grãos foi determinada utilizando a técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), mostrando formatos alongados e aglomerados. A análise mediante Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) mostrou um incremento na intensidade dos picos característicos do Ni, com o aumento da sua concentração. As Espectroscopias de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Raman confirmaram os resultados de DRX e indicaram a substituição de Fe por Ni em sítios tetraédricos. As medidas magnéticas complementam nossos resultados com as mudanças do momento total e coercividade para diferentes concentrações de dopagem.