Cerâmica (Dec 2007)
Efeito da variação estequiométrica na formação de ferritas BaM produzidas pelo método SHS e pelo método cerâmico tradicional Effect of stoichiometric variation on the BaM ferrite production by SHS and traditional ceramic processes
Abstract
As ferritas do tipo BaM são cerâmicas ferrimagnéticas, usualmente aplicadas em sistemas de gravação magnética e como magnetos duros. Possuem alta estabilidade química, resistência a corrosão e baixo custo de produção. Diante da sua crescente importância, foi estudado o efeito da contribuição do excesso de bário no processamento e formação da fase ferrita BaM por duas distintas rotas: processamento por mistura de óxidos e a síntese por reação de combustão (método SHS) com o uso de carbonato e nitrato de bário. Duas relações de concentração entre bário e ferro foram utilizadas, uma estequiométrica (n = Fe2O3/BaO = 6) e uma outra não estequiométrica (n = Fe2O3/BaO = 5,45). Os pós processados com excesso de bário resultaram na presença da fase intermediária de formação BaFe2O4, a qual permanece após altas temperaturas de calcinação e mesmo após a sinterização de compactos obtidos a partir dos pós calcinados. As conclusões foram baseadas em difratogramas de raios X das ferritas BaM em pó após calcinação e nas amostras conformadas e sinterizadas, além de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de medidas magnéticas indicam a diminuição da coercividade, da indução magnética remanente e dos valores de BH Máx dos pós obtidos com a contribuição do excesso de bário, provavelmente devido à presença da fase intermediária não magnética. Este efeito negativo foi mais efetivo nos pós processados pelo método SHS, chegando a uma redução de 28,8% no valor de coercividade e 35,1% no valor de BH Máx. Os pós de ferritas BaM obtidos pelo método cerâmico tradicional apresentaram maiores valores de coercividade (4,28 kOe) e BH Máx (0,87 MOe*emu/g) e a influência do excesso de bário na formulação foi menos prejudicial sobre suas propriedades magnéticas.BaM ferrite is a ferrimagnetic ceramic usually applied in high density recording media and as permanent magnet. This magnetic material shows high chemical stability, corrosion resistance and low production cost. This work shows the effects of barium excess on the BaM ferrite processing and on their magnetic properties. The use of barium excess had been used in some of ferrite industries to avoid the hematite and magnetite phase on the final products. In this work, barium ferrites were produced by traditional ceramic route and by combustion reaction (SHS) using barium nitrate and also barium carbonate. Two relations between barium and iron were used in all BaM ferrite processing, one stoichiometric (n = Fe2O3/BaO = 6) and another non-stoichiometric (n = Fe2O3/BaO = 5.45). All powders were submitted to different calcination conditions and analyzed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and magnetic characteristics. The presence of barium excess on the BaM ferrite resulted in the presence of the nonmagnetic BaFe2O4 phase that remains after the calcination and sintering processes. The BaFe2O4 phase is deleterious to the powder magnetic properties such as coercivity, remanence magnetic induction and BH Max. This damage was more significant on the BaM ferrite processed by SHS process, where the coercivity decreased in 28.8% and the BH Máx in 35,1%.The barium ferrite powder produced by traditional ceramic route shows high values of coercivity (4.28 kOe) and BH Max (0.87 MOe*emu/g), and the effect on the magnetic properties of barium excess was not so harmful than it was in the ferrite powders produced by SHS.
Keywords
