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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 13/2020

27.05.2020

Processing and characterization of Ba0.5Sr0.5Fe12O19/Y3Fe5O12 nanocomposite ferrites towards permanent magnet applications

verfasst von: H. Irfan, R. Ezhil Vizhi, P. Saravanan

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 13/2020

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Abstract

A one-step citrate-gel combustion method was employed to process (Ba0.5Sr0.5Fe12O19)1-x/(Y3Fe5O12)x nanocomposite ferrites with different compositions (x = 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4). The morphological, structural, thermal, and magnetic properties of the as-synthesized samples were investigated with respect to their structural, thermal, and magnetic properties using field emission scanning electron microscope (FESEM), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry (TGA/DSC), and vibration sample magnetometer (VSM), respectively. The FESEM micrographs revealed homogeneous distribution of hard and soft magnetic phases throughout the sample. The XRD results confirmed the crystallization of both BSFO and YIG as hard and soft magnetic phases, respectively, without any other secondary phases. The TGA/DSC curve confirmed the phase formation of the nanocomposite material around 1100 °C with a total weight loss of ~ 63%. The magnetic hysteresis loops of as-synthesized ferrite nanocomposites demonstrated a single-phase behavior due to the existence of strong inter-grain exchange coupling between the hard and soft magnetic phases. The single peak in switching field distribution (SFD) curves of synthesized nanocomposite ferrite were observed for all the compositions. Maximum values of coercivity (6090 Oe), saturation magnetization (54 emu/g), and energy product (19.5 kJ/m3) were achieved for the BSFO0.9/YIG0.1 composition. The results of the present study suggest that the magnetic parameters such as those derived from the nanocomposite ferrites are superior as compared with that of those obtained for the constituent YIG and BSFO phases.

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1.
Zurück zum Zitat F. Liu, Y. Hou, S. Gao, Chem. Soc. Rev. 43, 8098 (2014) F. Liu, Y. Hou, S. Gao, Chem. Soc. Rev. 43, 8098 (2014)
2.
Zurück zum Zitat S. Hazra, M.K. Patra, S.R. Vadera, N.N. Ghosh, J. Am. Ceram. Soc. 95, 60 (2012) S. Hazra, M.K. Patra, S.R. Vadera, N.N. Ghosh, J. Am. Ceram. Soc. 95, 60 (2012)
3.
Zurück zum Zitat M.A. Radmanesh, S.A. Seyyed Ebrahimi, J. Magn. Magn. Mater. 324, 3094 (2012) M.A. Radmanesh, S.A. Seyyed Ebrahimi, J. Magn. Magn. Mater. 324, 3094 (2012)
4.
Zurück zum Zitat B.K. Rai, L. Wang, S.R. Mishra, V.V. Nguyen, J.P. Liu, J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 5272 (2014) B.K. Rai, L. Wang, S.R. Mishra, V.V. Nguyen, J.P. Liu, J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 5272 (2014)
5.
Zurück zum Zitat J.N. Dahal, D. Neupane, S.R. Mishra, Ceramics 2, 100 (2019) J.N. Dahal, D. Neupane, S.R. Mishra, Ceramics 2, 100 (2019)
6.
Zurück zum Zitat S. Hazra, B.K. Ghosh, H.R. Joshi, M.K. Patra, R.K. Jani, S.R. Vadera, N.N. Ghosh, RSC Adv. 4, 45715 (2014) S. Hazra, B.K. Ghosh, H.R. Joshi, M.K. Patra, R.K. Jani, S.R. Vadera, N.N. Ghosh, RSC Adv. 4, 45715 (2014)
7.
Zurück zum Zitat E.F. Kneller, R. Hawig, IEEE Trans. Magn. 27, 3588 (1991) E.F. Kneller, R. Hawig, IEEE Trans. Magn. 27, 3588 (1991)
8.
Zurück zum Zitat S.M.A. Radmanesh, S.A. Seyyed Ebrahimi, J. Supercond. Nov. Magn. 26, 2411 (2013) S.M.A. Radmanesh, S.A. Seyyed Ebrahimi, J. Supercond. Nov. Magn. 26, 2411 (2013)
9.
Zurück zum Zitat A. Michels, S. Erokhin, D. Berkov, N. Gorn, J. Magn. Magn. Mater. 350, 55 (2014) A. Michels, S. Erokhin, D. Berkov, N. Gorn, J. Magn. Magn. Mater. 350, 55 (2014)
10.
Zurück zum Zitat Y. Wang, Y. Li, C. Rong, J.P. Liu, Nanotechnology 18, 18 (2007) Y. Wang, Y. Li, C. Rong, J.P. Liu, Nanotechnology 18, 18 (2007)
11.
Zurück zum Zitat J.P. Liu, Y. Liu, R. Skomski, D.J. Sellmyer, IEEE Trans. Magn. 35, 3241 (1999) J.P. Liu, Y. Liu, R. Skomski, D.J. Sellmyer, IEEE Trans. Magn. 35, 3241 (1999)
12.
Zurück zum Zitat M. Mehdipour, H. Shokrollahi, J. Appl. Phys. 114, 043906 (2013) M. Mehdipour, H. Shokrollahi, J. Appl. Phys. 114, 043906 (2013)
13.
Zurück zum Zitat S. Hazra, B.K. Ghosh, M.K. Patra, R.K. Jani, S.R. Vadera, N.N. Ghosh, Powder Technol. 279, 10 (2015) S. Hazra, B.K. Ghosh, M.K. Patra, R.K. Jani, S.R. Vadera, N.N. Ghosh, Powder Technol. 279, 10 (2015)
14.
Zurück zum Zitat J.N. Dahal, D. Neupane, T.P. Poudel, AIP Adv. 9(7), 075308 (2019) J.N. Dahal, D. Neupane, T.P. Poudel, AIP Adv. 9(7), 075308 (2019)
15.
Zurück zum Zitat M.J. Molaei, A. Ataie, S. Raygan, S.J. Picken, E. Mendes, F.D. Tichelaar, Powder Technol. 221, 292 (2012) M.J. Molaei, A. Ataie, S. Raygan, S.J. Picken, E. Mendes, F.D. Tichelaar, Powder Technol. 221, 292 (2012)
16.
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17.
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18.
Zurück zum Zitat F. Mohseni, R.C. Pullar, J.M. Vieira, J.S. Amaral, J. Alloys Compd. 806, 120 (2019) F. Mohseni, R.C. Pullar, J.M. Vieira, J.S. Amaral, J. Alloys Compd. 806, 120 (2019)
19.
Zurück zum Zitat M. Liu, H. Yang, Y. Lin, Y. Yang, Mater. Res. Bull. 60, 195 (2014) M. Liu, H. Yang, Y. Lin, Y. Yang, Mater. Res. Bull. 60, 195 (2014)
20.
Zurück zum Zitat D. Roy, P.S.A. Kumar, J. Appl. Phys. 106, 1 (2009) D. Roy, P.S.A. Kumar, J. Appl. Phys. 106, 1 (2009)
21.
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22.
Zurück zum Zitat F.M.M. Pereira, M.R.P. Santos, R.S.T.M. Sohn, J.S. Almeida, A.M.L. Medeiros, M.M. Costa, A.S.B. Sombra, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 20, 408 (2009) F.M.M. Pereira, M.R.P. Santos, R.S.T.M. Sohn, J.S. Almeida, A.M.L. Medeiros, M.M. Costa, A.S.B. Sombra, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 20, 408 (2009)
23.
Zurück zum Zitat F. Song, X. Shen, J. Xiang, Y. Zhu, J. Alloys Compd. 507, 297 (2010) F. Song, X. Shen, J. Xiang, Y. Zhu, J. Alloys Compd. 507, 297 (2010)
24.
Zurück zum Zitat M. Cernea, S.-G. Sandu, C. Galassi, R. Radu, V. Kuncser, J. Alloys Compd. 561, 121 (2013) M. Cernea, S.-G. Sandu, C. Galassi, R. Radu, V. Kuncser, J. Alloys Compd. 561, 121 (2013)
25.
Zurück zum Zitat S. Kanagesan, M. Hashim, S. Jesurani, T. Kalaivani, I. Ismail, M.S.E. Shafie, J. Alloys Compd. 543, 49 (2012) S. Kanagesan, M. Hashim, S. Jesurani, T. Kalaivani, I. Ismail, M.S.E. Shafie, J. Alloys Compd. 543, 49 (2012)
26.
Zurück zum Zitat R.C. Pullar, Prog. Mater. Sci. 57, 1191 (2012) R.C. Pullar, Prog. Mater. Sci. 57, 1191 (2012)
27.
Zurück zum Zitat H. Yang, T. Ye, Y. Lin, M. Liu, G. Zhang, P. Kang, Mater. Lett. 145, 19 (2015) H. Yang, T. Ye, Y. Lin, M. Liu, G. Zhang, P. Kang, Mater. Lett. 145, 19 (2015)
28.
Zurück zum Zitat H. Reza, H. Arjmand, S.J. Hoseini, H. Nasrabadi, J. Magn. Magn. Mater. 394, 7 (2015) H. Reza, H. Arjmand, S.J. Hoseini, H. Nasrabadi, J. Magn. Magn. Mater. 394, 7 (2015)
29.
Zurück zum Zitat C.K. Rao, A. Müller, A.K. Cheetham, The Chemistry of Nanomaterials Synthesis, Properties and Applications (Wiley, New York, 2004) C.K. Rao, A. Müller, A.K. Cheetham, The Chemistry of Nanomaterials Synthesis, Properties and Applications (Wiley, New York, 2004)
30.
Zurück zum Zitat M.A. Almessiere, Y. Slimani, A. Baykal, J. Alloys Compd. 767, 966 (2018) M.A. Almessiere, Y. Slimani, A. Baykal, J. Alloys Compd. 767, 966 (2018)
31.
Zurück zum Zitat X. Shen, F. Song, J. Xiang, M. Liu, Y. Zhu, Y. Wang, J. Am. Ceram. Soc. 95, 3863 (2012) X. Shen, F. Song, J. Xiang, M. Liu, Y. Zhu, Y. Wang, J. Am. Ceram. Soc. 95, 3863 (2012)
32.
Zurück zum Zitat H. Reza, H. Arjmand, H. Kazemdehdashti, M. Farsi, Biochem. Pharmacol. 4, 2830 (2016) H. Reza, H. Arjmand, H. Kazemdehdashti, M. Farsi, Biochem. Pharmacol. 4, 2830 (2016)
33.
Zurück zum Zitat Y. Slimani, M.A. Almessiere, S. Güner, U. Kurtan, A. Baykal, Nanomaterials 10, 1 (2020) Y. Slimani, M.A. Almessiere, S. Güner, U. Kurtan, A. Baykal, Nanomaterials 10, 1 (2020)
34.
Zurück zum Zitat S. Kanagesan, S. Jesurani, R. Velmurugan, S. Prabu, T. Kalaivani, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 23, 1127 (2012) S. Kanagesan, S. Jesurani, R. Velmurugan, S. Prabu, T. Kalaivani, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 23, 1127 (2012)
35.
Zurück zum Zitat J.L. Zhang, Z. Wu, L.M. Dong, T. Jiang, X.Y. Zhang, Appl. Mech. Mater. 274, 406 (2013) J.L. Zhang, Z. Wu, L.M. Dong, T. Jiang, X.Y. Zhang, Appl. Mech. Mater. 274, 406 (2013)
36.
Zurück zum Zitat D. Bahadur, S. Rajakumar, A. Kumar, J. Chem. Sci. 118, 15 (2006) D. Bahadur, S. Rajakumar, A. Kumar, J. Chem. Sci. 118, 15 (2006)
37.
Zurück zum Zitat F. Sánchez-De Jesús, A.M. Bolarín-Miró, C.A. Cortés-Escobedo, R. Valenzuela, S. Ammar, Ceram. Int. 40, 4033 (2014) F. Sánchez-De Jesús, A.M. Bolarín-Miró, C.A. Cortés-Escobedo, R. Valenzuela, S. Ammar, Ceram. Int. 40, 4033 (2014)
38.
Zurück zum Zitat H. Nikmanesh, M. Moradi, P. Kameli, G.H. Bordbar, J. Electron. Mater. 46, 5933 (2017) H. Nikmanesh, M. Moradi, P. Kameli, G.H. Bordbar, J. Electron. Mater. 46, 5933 (2017)
39.
Zurück zum Zitat C. Pahwa, S. Mahadevan, S.B. Narang, P. Sharma, J. Alloys Compd. 725, 1175 (2017) C. Pahwa, S. Mahadevan, S.B. Narang, P. Sharma, J. Alloys Compd. 725, 1175 (2017)
40.
Zurück zum Zitat V. Sharma, S. Kumari, B.K. Kuanr, J. Alloys Compd. 736, 266 (2018) V. Sharma, S. Kumari, B.K. Kuanr, J. Alloys Compd. 736, 266 (2018)
41.
Zurück zum Zitat H. Luo, B.K. Rai, S.R. Mishra, V.V. Nguyen, J.P. Liu, J. Magn. Magn. Mater. 324, 2602 (2012) H. Luo, B.K. Rai, S.R. Mishra, V.V. Nguyen, J.P. Liu, J. Magn. Magn. Mater. 324, 2602 (2012)
42.
Zurück zum Zitat R.D. Sánchez, J. Rivas, P. Vaqueiro, M.A. López-Quintela, D. Caeiro, J. Magn. Magn. Mater. 247, 92 (2002) R.D. Sánchez, J. Rivas, P. Vaqueiro, M.A. López-Quintela, D. Caeiro, J. Magn. Magn. Mater. 247, 92 (2002)
43.
Zurück zum Zitat S. Hosseini Vajargah, H.R. Madaah Hosseini, Z.A. Nemati, J. Alloys Compd. 430, 339 (2007) S. Hosseini Vajargah, H.R. Madaah Hosseini, Z.A. Nemati, J. Alloys Compd. 430, 339 (2007)
44.
Zurück zum Zitat R.D. Sánchez, C.A. Ramos, J. Rivas, P. Vaqueiro, M.A. López-Quintela, Phys. B 354, 104–107 (2004) R.D. Sánchez, C.A. Ramos, J. Rivas, P. Vaqueiro, M.A. López-Quintela, Phys. B 354, 104–107 (2004)
45.
Zurück zum Zitat F. Hirotoshi, I. Hiroshi, Jpn. J. Appl. Phys. 31, 1347 (1992) F. Hirotoshi, I. Hiroshi, Jpn. J. Appl. Phys. 31, 1347 (1992)
46.
Zurück zum Zitat D. Neupane, M. Ghimire, H. Adhikari, A. Lisfi, S.R. Mishra, AIP Adv. 7, 055602 (2017) D. Neupane, M. Ghimire, H. Adhikari, A. Lisfi, S.R. Mishra, AIP Adv. 7, 055602 (2017)
47.
Zurück zum Zitat H. Schrefl, T. Fidler, J. Kronmuller, Phys. Rev. B 49(9), 6100 (1994) H. Schrefl, T. Fidler, J. Kronmuller, Phys. Rev. B 49(9), 6100 (1994)
48.
Zurück zum Zitat S. Torkian, A. Ghasemi, J. Magn. Magn. Mater. 469, 119 (2019) S. Torkian, A. Ghasemi, J. Magn. Magn. Mater. 469, 119 (2019)
49.
Zurück zum Zitat P. Saravanan, A. Talapatra, J. Mohanty, J.H. Hsu, S.V. Kamat, J. Magn. Magn. Mater. 432, 82 (2017) P. Saravanan, A. Talapatra, J. Mohanty, J.H. Hsu, S.V. Kamat, J. Magn. Magn. Mater. 432, 82 (2017)
50.
Zurück zum Zitat W.F. Brown, Rev. Mod. Phys. 17, 15 (1945) W.F. Brown, Rev. Mod. Phys. 17, 15 (1945)
51.
Zurück zum Zitat C. Pahwa, S.B. Narang, P. Sharma, J. Alloys Compd. 815, 152391 (2020) C. Pahwa, S.B. Narang, P. Sharma, J. Alloys Compd. 815, 152391 (2020)
52.
Zurück zum Zitat G. Han, Y. Liu, W. Yang, S. Geng, W. Cui, Y. Yu, Nanoscale 11, 10629 (2019) G. Han, Y. Liu, W. Yang, S. Geng, W. Cui, Y. Yu, Nanoscale 11, 10629 (2019)
53.
Zurück zum Zitat Z. Ye, Y. Qie, Z. Fan, Y. Liu, H. Yang, Ceram. Int. 46, 731 (2020) Z. Ye, Y. Qie, Z. Fan, Y. Liu, H. Yang, Ceram. Int. 46, 731 (2020)
54.
Zurück zum Zitat H.W.F. Sung, C. Rudowicz, J. Magn. Magn. Mater. 260, 250 (2003) H.W.F. Sung, C. Rudowicz, J. Magn. Magn. Mater. 260, 250 (2003)
Metadaten
Titel
Processing and characterization of Ba0.5Sr0.5Fe12O19/Y3Fe5O12 nanocomposite ferrites towards permanent magnet applications
verfasst von
H. Irfan
R. Ezhil Vizhi
P. Saravanan
Publikationsdatum
27.05.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 13/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03607-0

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