Феритові композити легкої твердості, отримані методом зеленого синтезу: структурні та магнітні властивості

Автор(и)

  • С. Какаті Технологічний інститут K.L.E, Хаббаллі, Карнатака, Індія; Технологічний інститут KLS Gogte, Белагаві, Карнатака, Індія; Технологічний університет Вісвесварая, Белагаві, Карнатака, Індія https://orcid.org/0000-0001-6857-2898
  • С. Курі Технологічний інститут KLS Gogte, Белагаві, Карнатака, Індія
  • М.К. Рендал Технологічний інститут KLS Gogte, Белагаві, Карнатака, Індія
  • С.Н. Матхад Технологічний інститут KLE E, Хаббаллі, Карнатака, Індія

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.2.277-284

Ключові слова:

Спінальний ферит, Гексаферит, Композити, Структурні властивості, Магнітні властивості

Анотація

У роботі представлено дослідження структурних та магнітних властивостей композитів з феритів Mg0.42Zn0.30Co0.28Fe2O4 та Ba1-xSrxFe12O19. Еволюцію фазоутворення для композитних феритів проаналізовано методом Х-променевої дифракції. Усі синтезовані зразки містять співіснування як шпінельних, так і гексагональних структур зі зменшенням розміру кристалітів (від 63 нм до 59 нм). SEM-аналіз виявив морфологію зерен зі збільшенням розміру зерен (від 173 нм до 268 нм). EDX-аналіз підтвердив включення Co та Sr до композитних феритів. VSM-аналіз проілюстрував наявність як м'яких, так і твердих магнітних властивостей. Підготовлені композитні зразки показали значні зміни структурних та магнітних властивостей залежно від масового відсотка складових фаз, що дає цінну інформацію про їх потенційне технологічне застосування.

Посилання

Y. Mouhib, M. Belaiche, M. Elansary, C.A. Ferdi, and I. Guetni, Multifunctional ferrite nanoparticles prepared from non-standard precursors: Structural, morphological, and magnetic study, J Mol Struct, 1292, 136094 (2023); https://doi.org/10.1016/J.MOLSTRUC.2023.136094.

T. Dippong, E. A. Levei, and O. Cadar, Recent Advances in Synthesis and Applications of MFe2O4 (M = Co, Cu, Mn, Ni, Zn) Nanoparticles, Nanomaterials, 11(6), 1560 (2021); https://doi.org/10.3390/NANO11061560.

S.J. Salih and W.M. Mahmood, Review on magnetic spinel ferrite (MFe2O4) nanoparticles: From synthesis to application, Heliyon, 9(6), e16601 (2023); https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2023.E16601.

U. Habiba, H. Rouf, S. H.-E. J. of Materials, and undefined 2017, Structural and Magnetic Characterizations of Barium-Strontium-Ferrites using Hematite of Analytical Grade and Magnetite from Cox’s Bazar Beach Sand Mineral, academia.eduU Habiba, HK Rouf, SM HoqueEuropean Journal of Materials Science and Engineering, 2017•academia.edu, Accessed: Oct. 19, 2024.

S. Kakati, M. K. Rendale, and S. N. Mathad, Synthesis, Characterization, and Applications of CoFe2O4 and M-CoFe2O4 (M = Ni, Zn, Mg, Cd, Cu, RE) Ferrites: A Review, International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 30(4), 189 (2021); https://doi.org/10.3103/S1061386221040038.

M.K. Rendale, S.N. Mathad, and V. Puri, Structural, mechanical and elastic properties of Ni0.7-xCoxZn0.3Fe2O4 nano-ferrite thick films, Microelectronics International, 34(2), 57 (2017); https://doi.org/10.1108/MI-02-2016-0009/FULL/XML.

S.U. Durgadsimi, V.R. Kattimani, N.S. Maruti, A.B. Kulkarni, and S. N. Mathad, Synthesis and structural analysis of nickel ferrite synthesized by co-precipitation method, Eurasian Physical Technical Journal, 18(4), 14, (2021); https://doi.org/10.31489/2021NO4/14-19.

I. Sabir, H. Mingxia, H. Anwar, M. Kashif, and Z. Yizhu, Utilization of copper-doped zinc spinel ferrites nano-composites as battery-grade electrode materials for supercapattery device applications, J Energy Storage, 112, 115498 (2025), https://doi.org/10.1016/J.EST.2025.115498.

K. Tanbir, M. P. Ghosh, R. K. Singh, and S. Mukherjee, Gd-doped soft Mn–Zn nanoferrites: synthesis, microstructural, magnetic and dielectric characterizations, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31 (4), 3529 (2020); https://doi.org/10.1007/S10854-020-02901-1.

J. Mazurenko et al., Analysis of the Structural, Morphological, and Elastic Properties of Nanosized CuFe2O4 Spinel Synthesized via Sol-Gel Self-Combustion Method, Physics and Chemistry of Solid State, 25(2), 380 (2024); https://doi.org/10.15330/PCSS.25.2.380-390.

V. S. Precarpathian, E. Turgut, E. Şenarslan, G. Merhan Muğlu, and S. Sarıtaş, Assessment of titanium - tungsten iron oxide and their gas sensor application, Physics and Chemistry of Solid State, 25(3), 498 (2024); https://doi.org/10.15330/PCSS.25.3.498-505.

S.S. Kakati, T.M. Makandar, M.K. Rendale, and S.N. Mathad, Green Synthesis Approach for Nanosized Cobalt Doped Mg–Zn through Citrus Lemon Mediated Sol–Gel Auto Combustion Method, International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 31 (3), 131 (2022); https://doi.org/10.3103/S1061386222030049/TABLES/2.

K.L. Routray, S. Saha, and D. Behera, Green synthesis approach for nano sized CoFe2O4 through aloe vera mediated sol–gel auto combustion method for high frequency devices, Mater. Chem. Phys., 224, 29 (2019); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.073.

M. R. Islam et al., Structural, thermodynamic, and magnetic properties of SrFe12O19 hexaferrite modified by co-substitution of Cu and Gd, RSC Adv, 14 (11), 7314 (2024); https://doi.org/10.1039/D3RA08878B.

M. Sajjad et al., Detailed analysis of structural and optical properties of spinel cobalt doped magnesium zinc ferrites under different substitutions, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(23), 21779 (2020); https://doi.org/10.1007/S10854-020-04690-Z/FIGURES/13.

P. Dhiman, G. Rana, A. Kumar, and G. Sharma, Co Doped Mg–Zn Spinel Nano-ferrites as a Sustainable Magnetic Nano-photo-catalyst with Reduced Recombination for Photo Degradation of Crystal Violet, J Inorg Organomet Polym Mater, 33(9), 2776 (2023); https://doi.org/10.1007/S10904-023-02698-6/FIGURES/12.

A. Kumar, V. Agarwala, and D. Singh, Effect of particle size of BaFe12O19 on the microwave absorption CHARACTERISTICS in X-band, Progress In Electromagnetics Research M, 29, 223 (2013); https://doi.org/10.2528/PIERM13011604.

M. R. Islam et al., Structural, thermodynamic, and magnetic properties of SrFe12O19 hexaferrite modified by co-substitution of Cu and Gd, RSC Adv, 14(11), 7314 (2024); https://doi.org/10.1039/D3RA08878B.

S. U. Durgadsimi et al., Synthesis, structural and electrical studies of Li-Ni-Zn ferrites synthesized by solid state reaction method, Acta Periodica Technologica, 55, 47 (2024); https://doi.org/10.2298/APT2455047D.

A. Elahi, M. Ahmad, I. Ali, and M. U. Rana, Preparation and properties of sol–gel synthesized Mg-substituted Ni2Y hexagonal ferrites, Ceram Int, 39(2), 983 (2013); https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2012.07.016.

M. Sundararajan et al., A comparative study on NiFe2O4 and ZnFe2O4 spinel nanoparticles: Structural, surface chemistry, optical, morphology and magnetic studies, Physica B Condens Matter, 644, 414232 (2022); https://doi.org/10.1016/J.PHYSB.2022.414232.

T. R. Mehdiyev et al., Cluster aggregation OF Ni1-xZnxFe2O4 ferrospinels, J Magn Magn Mater, 587, 171326, (2023); https://doi.org/10.1016/J.JMMM.2023.171326.

J. J. Kiptarus, K. K. Korir, D. N. Githinji, and H. K. Kiriamiti, Improved photocatalytic performance of cobalt doped ZnS decorated with graphene nanostructures under ultraviolet and visible light for efficient hydrogen production, Scientific Reports, 14(1), 1 (2024); https://doi.org/10.1038/s41598-024-72645-z.

J. Hlosta et al., Influence of calcination temperature and particle size distribution on the physical properties of SrFe12O19 and BaFe12O19 hexaferrite powders, Scientific Reports, 14(1), 1 (2024); https://doi.org/10.1038/s41598-024-67994-8.

M.M. Arman, Structural, morphological and magnetic properties of hexaferrite BaCo2Fe16O27 nanoparticles and their efficient lead removal from water, Appl Phys A Mater Sci Process, 128(12), 1 (2022); https://doi.org/10.1007/S00339-022-06244-Y/FIGURES/12.

P. Kaur, A. Kaushik, and S. Singhal, Comparative evaluation of photocatalytic performance of hexagonal ferrites procured via sol-gel route, Mater Today Proc, 14, 426 (2019); https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2019.04.165.

M.A. Ahmed, E. García, L. Alonso, and J. M. Palacios, A MS, SEM-EDX and XRD study of Ti or Cu-doped zinc ferrites as regenerable sorbents for hot coal gas desulfurization, Appl Surf Sci, 156(1), 115 (2000); https://doi.org/10.1016/S0169-4332(99)00486-9.

J.J. Kiptarus, K.K. Korir, D.N. Githinji, and H.K. Kiriamiti, Improved photocatalytic performance of cobalt doped ZnS decorated with graphene nanostructures under ultraviolet and visible light for efficient hydrogen production, Scientific Reports, 14(1), 1(2024); https://doi.org/10.1038/s41598-024-72645-z.

M.M. Arman, Structural, morphological and magnetic properties of hexaferrite BaCo2Fe16O27 nanoparticles and their efficient lead removal from water, Appl Phys A Mater Sci Process, 128(12), 1(2022); https://doi.org/10.1007/S00339-022-06244-Y/FIGURES/12.

J. Hlosta et al., Influence of calcination temperature and particle size distribution on the physical properties of SrFe12O19 and BaFe12O19 hexaferrite powders, Scientific Reports, 14(1), 1 (2024); https://doi.org/10.1038/s41598-024-67994-8.

M. Hussain et al., Tuning the Magnetic Behavior of Zinc Ferrite via Cobalt Substitution: A Structural Analysis, ACS Omega, 9(2), 2536 (2024); https://doi.org/10.1021/ACSOMEGA.3C07251.

M. A. Rahman, M. T. Islam, M. S. J. Singh, M. Samsuzzaman, and M. E. H. Chowdhury, Synthesis and characterization of Mg–Zn ferrite based flexible microwave composites and its application as SNG metamaterial, Scientific Reports, 11(1), 1 (2021); https://doi.org/10.1038/s41598-021-87100-6.

M. R. Patil, M. K. Rendale, S. N. Mathad, and R. B. Pujar, Electrical and magnetic properties of Cd+2 doped Ni-Zn ferrites, Inorganic and Nano-Metal Chemistry, 47(8), 1145 (2017); https://doi.org/10.1080/24701556.2017.1284097.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-21

Як цитувати

Какаті, С., Курі, С., Рендал, М., & Матхад, С. (2025). Феритові композити легкої твердості, отримані методом зеленого синтезу: структурні та магнітні властивості. Фізика і хімія твердого тіла, 26(2), 277–284. https://doi.org/10.15330/pcss.26.2.277-284

Номер

Розділ

Фізико-математичні науки

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають