Efeitos dos parâmetros de síntese e de sinterização sobre as propriedades estruturais, morfológicas, magnéticas e de dureza mecânica das ferritas de cobalto (CoFe2O4) produzidas via síntese por sol-gel

• Autor(a) principal: Caldeira, Luis Eduardo Nunes
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/219670
• topic: Ferritas; Sol-gel; Propriedades dos materiais; Tratamento térmico; Ferrites; CoFe2O4; Temperature; Mechanical hardness

Materiais compostos por nanopartículas de óxidos metálicos têm sido objeto de muito interesse em virtude de suas propriedades únicas. Dentre eles, destaca-se a ferrita de cobalto (CoFe2O4), um material magnético bem conhecido com excelentes propriedades eletrônicas e magnéticas. No entanto, ainda existe muita incerteza com relação aos efeitos das temperaturas de síntese e de sinterização, assim como dos tempos de queima, sobre as propriedades estruturais, morfológicas, magnéticas e de dureza mecânica das ferritas de cobalto (CoFe2O4). No presente trabalho, foram investigadas as complexas relações entre os parâmetros dos processos de síntese e de sinterização e as propriedades alcançadas. Os pós foram preparados por síntese sol-gel e submetidos a diferentes temperaturas (550, 650, 750, 800, 850 e 900°C) e tempos de queima (2 e 6 horas). Após serem caracterizados, os pós foram prensados uniaxialmente em pastilhas e queimados a 1150 e 1200ºC. Os pós e as pastilhas foram analisados por DRX e espectroscopia Raman, os quais indicaram que a cerâmica pura de CoFe2O4 poderia ser produzida a partir de precursores contendo hematita. Apesar de não influenciarem os resultados com a mesma intensidade, tanto as variáveis de temperatura como de tempo afetaram as propriedades dos pós. As micrografias de MEV das pastilhas indicaram que a temperatura tem uma influência significativa na morfologia dos grãos de ferrita de cobalto. A análise por VSM sugere que a história térmica das pastilhas não influenciou os parâmetros magnéticos dessas cerâmicas. As pastilhas sinterizadas a 1150ºC apresentam os maiores valores de dureza, os quais podem estar diretamente associados à diminuição do tamanho médio dos grãos de CoFe2O4. Além disso, o comportamento mecânico divergiu do mecanismo clássico de Hall-Petch, provavelmente devido à menor homogeneidade de tamanho de grãos dos pós sinterizados na temperatura mais baixa. Por meior dos parâmetros investigados, foi possível realizar uma melhor seleção das temperaturas e tempos de síntese e de sinterização, alcançando-se uma compreensão mais aprofundada do comportamento da cerâmica avançada de CoFe2O4.