Estudo das propriedades estruturais e magnéticas da ferrita de cobalto-alumínio

Abstract

Ferritas de cobalto (CoFe2O4) têm sido estudados extensivamente nos últimos anos devido a suas notáveis propriedades físicas. Estas propriedades fazem dele um bom candidato para a fabricação de sensores magnéticos, sistemas de carreamento de fármacos, diagnóstico médico, gravação magnética de alta densidade, etc. Suas propriedades magnéticas, que são comuns à maioria das ferritas de estrutura espinélio, são explicadas pela intensa interação de supertroca entre os cátions localizados nos sítios A e B. Assim, pode ser possível ajustar o momento magnético, substituindo os cátions de ferro na estrutura espinélio por algum outro elemento não-magnético, enfraquecendo a interação de supertroca, abrindo a possibilidade de um ajuste magnético fino de maneira a atender a aplicação tecnológica visionada. Um possível bom candidato para substituição é o alumínio. Ele tem zero momento magnético e também a vantagem econômica de baixo custo de aquisição. As ferritas de cobalto-alumínio (CoAlxFe2-xO4) trazem algumas alterações importantes nas propriedades estruturais e magnéticas do CoFe2O4, expandindo as possíveis áreas de aplicação. Neste trabalho, foi utilizado a espectroscopia Mössbauer e Difração de raios X (DRX) para investigar a distribuição de cátions no CoAlxFe2-xO4 sintetizado pelo método de reação de combustão, com teor de Alumínio (x) variando entre 0,00 e 2,00. A estrutura de fase única espinélio foi verificada por DRX e confirmada por espectroscopia de Raman. Os modos Raman foram deslocados para o azul com o aumento no teor de alumínio. Além disso, observou-se que a intensidade dos picos de difração nos padrões de DRX varia em função da distribuição catiônica de alumínio substitucional. Fazendo uso destes resultados foi possível determinar, com ajuda do método de refinamento de Rietveld e da espectroscopia Mössbauer, a distribuição catiônica das amostras de CoAlxFe2-xO4. Além do mais, medidas de magnetização mostraram uma queda geral da magnetização de saturação e magnetização remanescente com o aumento no teor de Alumínio, indicando um enfraquecimento das interações de supertroca.