Influence of Ball Milling Process on Structural and Magnetic Properties Of La0.7sr0.3mno3 Manganite

• Autores: Gloria Campillo Figueroa, Óscar Arnache Olmos, Andrés Gil Garcés, Jaime Alberto Osorio Vélez, Jailes Joaquín Beltrán, Eval Baca Miranda, Roberto Castillo
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 11, Nº. Extra 1 (Edición especial), 2014, págs. 31-38
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Influência de Processo de Moagem de Bolas Sobre as Propriedades Estruturais e Magnéticas de La0.7sr0.3mno3
  • Influencia Del Proceso De Molienda En Las Propiedades Estructurales Y Magneticas De Manganitas La0,7sr0,3mno3
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Este trabajo estudia las propiedades estructurales y magnéticas de la manganita La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO) obtenida por el método de reacción en estado sólido y sometida a procesos de molienda mecánica. En las medidas de difracción de rayos X, XRD, la muestra en polvo de LSMO presentó los picos característicos de esta fase. La técnica de termogravimetría (TGA) asistida con campo magnético, mostró una temperatura de Curie Tc = 369,69 K (=96,96 oC).

    Este resultado concuerda con la temperatura de la transición magnética, cercana a 365 K. Con el fin de analizar la dependencia de las propiedades magnéticas y estructurales en relación con el tamaño de partícula, las muestras se sometieron a molienda mecánica por 3, 6 y 12 horas. A partir de refinamiento Rietveld de los rayos X, se observó una reducción de tamaño de partícula y una estabilización de la estructura cristalina de grupo espacial R3c, a medida que aumenta el tiempo de molienda tM. Esto es consistente con las imágenes de SEM, que mostraron más homogeneidad de la distribución de tamaño a mayor tM. En las medidas de magnetización en función de la temperatura, se encontró que la magnetización de saturación decrece con la disminución de tamaño de grano (Dv pequeños). Este comportamiento es atribuido a estados magnéticamente desordenados que se generan en la superficie. Sin embargo, la temperatura crítica se mantiene constante alrededor de 365 K e independiente de tM.

  • español

    This investigation presents the magnetic and structural properties of ferromagnetic manganite La0.7Sr0.3MnO3, (LSMO), subjected to ball milling processes. The LSMO powder sample was obtained by solid state reaction from high purity precursors. From X-ray diffraction (XRD), the sample showed the characteristic peaks of this phase. By means of thermogravimetric analysis (TGA) assisted by magnetic field, used as first method to measure the Curie temperature Tc, the NM (non-milling) LSMO powders exhibited a Tc=369.69 K (96.96 oC), which agrees with the magnetization measurements. In order to study size dependent properties, LSMO powder was subjected to mechanical milling processes during 3, 6 and 12 hours. From Rietveld refinement of XRD patterns, a reduction in crystallite average size (Dv) and a stabilization of crystalline structure (the R3c space group), with milling time (tM), were observed. These results are consistent with the Scanning Electron Microscopy (SEM) images, which showed more homogeneity in the grain distribution with longer milling times. From magnetic characterization results, it was found that the saturation magnetization decreases with decreasing grain size (smaller Dv). This behavior is attributed to surface effects that induce magnetically disordered states in smaller particle sizes. However, the Tc is kept constant around 365 K and it is independent of tM.

  • português

    Neste trabalho investigámos as propriedades magnéticas e estruturais do manganite ferromagnética La0.7Sr0.3MnO3, (LSMO), quando é sujeito ao processo de moinho. Uma amostra de pó LSMO foi conseguida no estado solido por reação a partir de precursor de grande pureza. A partir de difração com raios x (XRD), a amostra mostrou picos de caraterísticas nesta etapa. Por meio duma análise termogravimétrica (TGA), assistida por campo magnético, usada como primeiro método para medir as temperaturas Curie Tc, os pós LSMO NM (Non-milling) mostraram Tc=369.69 K (96.96 oC), o que é conformo às medidas da magnetização. Para estudar as propriedades dependentes do tamanho, o pó LSMO foi sujeito ao processo mecânico de moagem durante 3, 6 e 12 horas. De acordo ao padrão de refinamento do XRD de Rietveld, a redução do tamanho médio em cristalitos (Dv) e a estabilização da estrutura cristalina (o grupo R3c space), com o tempo de moagem (tM), foi observado. Este resultado é coerente com as imagens do Scanning Electron Microscopy (SEM), que mostraram mais homogeneidade na distribuição dos grãos durante o processo de moagem. Encontrou-se com os resultados da caracterização magnética que a saturação da magnetização reduz com a redução do tamanho dos grãos (Dv menores). Este comportamento é caraterístico dos efeitos da superfície que provoca estados de desordem magnéticos em partículas menores. Todavia, o Tc é mantido constante ao redor de 365 K é independente do tM.