Síntese, caracterização e estudo das propriedades magnéticas de ortoferritas de lantânio dopadas com manganês

Orthoferrites AFeO3 (A = rare earth) are an important class of perovskite oxides that exhibit weak ferromagnetism. These materials find numerous applications as chemical sensors, cathodes for fuel cells and catalysis, which make them interesting from the standpoint of science and technology. Their s...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2010
Main Author: Lima, Andréia Cavalcante de
Orientador/a: Melo, Dulce Maria de Araújo
Co-advisor: Araújo, José Humberto de lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Físico-Química; Química
Assuntos em Portugês:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/17748
Citação:LIMA, Andréia Cavalcante de. Síntese, caracterização e estudo das propriedades magnéticas de ortoferritas de lantânio dopadas com manganês. 2010. 156 f. Tese (Doutorado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2010.
Resumo Português:Ortoferritas AFeO3 (A = terra rara) constituem uma importante classe de óxidos perovskita que exibem ferromagnetismo fraco. Estes materiais encontram inúmeras aplicações como sensores químicos, catodos para células a combustíveis e na área de catálise, o que os fazem interessantes do ponto de vista científico e tecnológico. Suas propriedades estruturais, elétricas e magnéticas são dependentes de vários fatores tais como: o método de preparação, condições do tratamento térmico, composição química e substituição de cátions nos sítios A e/ou B. Neste trabalho, ortoferritas do tipo LaFe1-xMnxO3 (0 ≤ x ≤ 1) foram preparadas pelo método Pechini e pela reação de combustão assistida por microondas com a finalidade de avaliar a influência da rota de síntese na formação do óxido, assim como o efeito da substituição parcial do ferro por manganês e do tratamento térmico nas propriedades magnéticas. Os pós precursores foram calcinados a 700°C, 900°C, 1100°C e 1300°C por 4 horas e caracterizados através das técnicas: Análise termogravimétrica (TG), Difração de raios X (DRX), Refinamento pelo método de Rietveld, Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Redução a temperatura programada (RTP) e Medidas de histerese magnéticas realizadas à temperatura ambiente. De acordo com os difratogramas, a formação da fase perovskita com estrutura ortorrômbica foi observada para os sistemas onde 0 ≤ x ≤ 0,5 e, romboédrica para x = 1. Os resultados também mostraram uma diminuição dos parâmetros de rede com a substituição parcial do ferro por manganês e, conseqüentemente uma redução do volume da célula unitária. As curvas de histerese exibiram ferromagnetismo fraco para os sistemas preparados por ambos os métodos de síntese. Entretanto, uma dependência da magnetização em função do teor de dopante foi observada para as amostras produzidas pelo método Pechini. Já para os sistemas preparados por reação de combustão, verificou-se que as fases secundárias exercem forte influência no comportamento magnético
Resumo inglês:Orthoferrites AFeO3 (A = rare earth) are an important class of perovskite oxides that exhibit weak ferromagnetism. These materials find numerous applications as chemical sensors, cathodes for fuel cells and catalysis, which make them interesting from the standpoint of science and technology. Their structural, electrical and magnetic properties are dependent on many factors such as the preparation method, heat treatment conditions, chemical composition and replacement of cations in sites A and/or B. In this paper, LaFe1-xMnxO3 (0 ≤ x ≤ 1) orthoferrites-type was prepared by Pechini method and Microwave-assisted combustion reaction in order to evaluate the influence of synthesis route on the formation of oxide, as well as the effect of parcial replacement of iron by manganese and heat treatment on the magnetic properties. The precursor powders were calcined at 700°C, 900°C, 1100°C and 1300°C for 4 hours and they were characterized by the techniques: Thermogravimetric analysis (TGA), X ray diffraction (XRD), Refinement by Rietveld method, Scanning electron microscopy (SEM), Reduction temperature programmed (RTP) and Magnetic hysteresis measurements performed at room temperature. According to the XRD patterns, the formation of perovskite phase with orthorhombic structure was observed for the systems where 0 ≤ x ≤ 0.5 and rhombohedral for x = 1. The results also showed a decrease of lattice parameters with the parcial replacement of iron by manganese and consequently a reduction in cell volume. The hysteresis curves exhibited weak ferromagnetism for the systems prepared by both synthesis methods. However, a dependence of magnetization as a function of dopant content was observed for samples produced by Pechini method. As for the systems prepared by combustion reaction, it was found that the secondary phases exert a strong influence on the magnetic behavior