Estudo de ferritas de cálcio e nióbio: Ca2Fe2-xNbxO5+x

Abstract

O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar fases derivadas de Ca2Fe2-xNbxO5+x, pela substituição parcial de íons Fe3+ por Nb5+, obtendo-se composições do tipo Ca2 Fe2-xNbxO5+x . A síntese foi feita em estado sólido, a temperaturas entre 1000°C e 1300°C, a partir da mistura finamente pulverizada dos reagentes. os produtos obtidos foram caracterizados por difração de raios-x por amostra policristalina, espectroscopia no infravermelho, análise térmica diferencial e ressonância paramagnetica eletronica. Verificou-se que a substituição do Nb5+ ocorre de modo desordenado em sítios de coordenação octaédrica. A Ca2Fe2O5 ocorre em fase ortorrombica. Em amostras com a composição Ca2 Fe2-xNbx05+x, para x ≤0,15 ocorre a fase ortorrombica para temperaturas abaixo de 1000°C. Acima desta temperatura aparecem as duas fases, uma ortorrombica e a outra cúbica. A fase cúbica apareceu sozinha quando 0,45≤x≤1 à temperatura de 1300°C. A Ca2Fe2O5 e antiferromagnética e a introdução do Nb5+ , diamagnético, dilui os cátions paramagnéticos, permitindo o estudo das amostras por RPE

The objective of this work was to synthetize and characterize phases derived from Ca2Fe205 by parcial substitution of Fe3+ ions by Nb5+ , leading to compositions like Ca2 Fe 2-xNbxO5+x. The synthesis was carried out in solid state at temperatures ranging from 1000°C to 1300°C, after mixing the reactants and powdering them to very fine particles. The reactions products were characterized by x-ray diffraction by polycrystalline samples, infra-red spectroscopy, differential thermal analysis and eletron paramagnetic resonance. The substitution of Nb5+ occurs in a disordered way is sites of octahedric coordination. The Ca2Fe2O5 is an orthorrombic phase. In samples with the composition Ca2Fe2-xNbxO5+x, for x≤0,15 an orthorrombic phase is observed for temperatures smaller than 1000°C. For higher temperatures two phases are observed: orthorrombic and cubic. The cubic phase is the only one appear ing when 0,45≤x≤1 for temperature above 1300°C. The Ca2Fe2O5 is antiferromagnetic and the introduction of Nb5+ , diamagnetic, has a dilution effect over the para magnetic cations, which allowed the study of this samples by EPR.