Na ferrita de manganês e zinco, assim como na de níquel e zinco, grandes proporções de zinco acarretam em uma redução na temperatura de Curie, conforme é mostrado na Figura 21 [2]. A figura ainda revela que, na temperatura ambiente a ferrita de Mn-Zn com uma composição de 85% de Mn e 15% de Zn apresenta o maior valor de densidade de fluxo magnético de saturação.
A Figura 22 apresenta a variação da permeabilidade inicial da ferrita de Mn-Zn em função da temperatura e a razão Mn/Zn. A figura mostra que a ferrita de Mn-Zn que apresenta proporções iguais de Mn e Zn é a que apresenta os maiores valores de permeabilidade magnética inicial na temperatura ambiente.
Fórmula química Condutividade elétrica (σ)
Ω-1 Cm-1 Mobilidade cm2V-1S-1 Mn0,7Zn0,3Fe2O4 3,10x10-9 4,52 x10-11 Mn0,5Zn0,5Fe2O4 2,63 x10-8 31,6 x10-11 Mn0,3Zn0,7Fe2O4 3,34 x10-7 5,96 x10-7 Mn0,1Zn0,9Fe2O4 2,09 x10-6 1,63x10-7
Figura 21: Efeito da temperatura e da razão Mn/Zn sobre a densidade de fluxo magnético de saturação
Figura 22: Variação de µi ferrita de Mn-Zn relacionada
a temperatura e a sua composição química [2].
II-6 Uso de moagem reativa para síntese de materiais
Conforme pôde ser observado ao longo da presente revisão da literatura, a moagem ocupa uma posição de destaque na síntese de ferritas. Estudos têm reportado o uso tanto da moagem convencional em moinho de bolas rotativo [47], quanto da moagem de alta energia em moinhos vibratórios, atritores e planetários [10, 53, 80] nessa tarefa.
Um importante avanço recente da moagem tem sido a sua utilização sob condições nas quais o material particulado reage quimicamente com o meio (líquido, gasoso ou até mesmo uma fase sólida), resultando na formação de novas fases e/ou no refinamento adicional do tamanho de partícula. Alguns desses estudos são revisados a seguir:
Varian et al. [91] sintetizaram o hidreto complexo Mg2FeH6 com tamanho
nanométrico, usando moagem reativa em moinho de bolas de alta energia. Os reagentes usados foram hidrogênio, ferro e magnésio. Os experimentos que obtiveram os melhores resultados tiveram duração de 270 h.
Venigopal et al. [92] sintetizaram nanocompósitos de cobre e alumina, usando moagem de CuO/CuO2 e alumínio. Os óxidos de cobre foram moídos a úmido
reação progressiva, a qual utiliza a energia gerada durante a moagem como energia de ativação da reação. O material obtido usando a moagem reativa apresentou tamanho de partícula bem menor que aqueles obtidos pela moagem de cobre e alumina, que é o método usualmente empregado neste tipo de síntese.
Hernandez et al. [93] sintetizaram pós de Ti-Al-H por moagem reativa indireta em moinho de bolas. Metanol foi usado na síntese como fonte de hidrogênio e como agente de controle da reação. O resultado deste trabalho foi a produção de um material de tamanho nanométrico de uma maneira bastante simples e rápida.
Delchev et al. [94] sintetizaram a liga Mg87Al7Ni3Mn3-H com tamanho de
partícula nanométrico por moagem reativa em atmosfera de hidrogênio. Na síntese, pós de magnésio, níquel, alumínio e manganês de alta pureza foram usados. Os experimentos foram feitos em moinho de alta energia durante um período de 15 h.
Mandal et al. [95] usaram a moagem reativa em atmosfera de hidrogênio para hidrogenar a liga LaFe11,57Si1,43. Este procedimento mostrou-se mais eficaz na
hidrogenação da liga do que o processo de cristalização em presença de hidrogênio, que é um método bastante usado neste tipo de síntese.
II-7 Considerações finais da revisão bibliográfica
A análise da bibliografia consultada mostrou que a ferrita de Mn-Zn tem encontrado cada vez mais aplicações em diversos dispositivos. Os métodos para produção de ferritas com fina granulometria são os mais pesquisados. Diversos autores sintetizam ferritas com tamanho de partícula nanométrica por meio de síntese hidrotérmica, sol-gel, método do citrato, entre outros. Elementos dopantes têm sido usados para incrementar a resistividade e reduzir a temperatura de sinterização das ferritas.
Em relação à razão Mn/Zn, pôde-se observar que quanto maior a quantidade de zinco menor será o tamanho do cristal, dando origem a um material de granulometria mais fina. Assim, foi escolhida a composição que tem 50% de Mn e 50% de zinco para evitar que esse parâmetro influencie a granulometria do material obtido.
Adicionalmente, foi observado que alguns pesquisadores têm buscado métodos alternativos de obtenção da ferrita de Mn-Zn, objetivando solucionar problemas ambientais, como é o caso do uso de baterias usadas de Mn-Zn para produção da ferrita e também da reação de CO2 por ferritas deficientes em oxigênio. A
bibliografia consultada não apresenta qualquer trabalho onde se parta de rejeito industrial para produção da ferrita de Mn-Zn, ou que lance mão de uma técnica
convencional (como a moagem de mistura de pós em condições hidrotérmicas favoráveis) para a obtenção do material desejado com fina granulometria e condições mais brandas de calcinação/sinterização, buscando um material com excelentes propriedades magnéticas.
Por fim, observa-se que o emprego de moagem reativa está se tornando bastante difundido em aplicações envolvendo a hidrogenação de ligas metálicas. Entretanto, no que se refere ao uso de moagem reativa para síntese de ferritas, nenhum trabalho foi encontrado. Deste modo, fica evidente que este trabalho tem um caráter inovador na utilização de moagem reativa para produção da ferrita de Mn-Zn, usando-se o óxido de ferro de uma URA.