Ferrite de baryum

Les centres Fe³⁺, avec une configuration d⁵ à haut spin, sont couplés ferrimagnétiquement^[3],[6].

Il existe une famille de "ferrites hexagonales" utiles industriellement, contenant également du baryum^[2]. En contraste avec la structure spinelle habituelle, ces matériaux possèdent une structure d'oxydes hexagonale compacte. De plus, certains des centres oxygène sont replacés par des ions Ba²⁺. Les formules de ces composés comprennent BaFe₁₂O₁₉, BaFe₁₅O₂₃ et BaFe₁₈O₂₇^[7].

Un procédé hydrothermal en une étape peut être utilisé pour produire des cristaux de ferrite de baryum, en mélangeant du chlorure de baryum, du chlorure ferreux, du nitrate de potassium et du hydroxyde de sodium avec un rapport de concentration de 2:1 entre l'hydroxyde et le chlorure. Des nano-particules sont préparées à partir de nitrate ferrique, de chlorure de baryum, de citrate de sodium et d'hydroxyde de sodium^[8]. Cependant, la préparation typique se fait en calcinant du carbonate de baryum avec de l'oxyde de fer(III)^[9] :

BaCO₃ + 6 Fe₂O₃ ${\displaystyle {\ce {->[{\text{Δ}}]}}}$ BaFe₁₂O₁₉ + CO₂

Le ferrite de baryum a été envisagé pour le stockage de données à long terme. Le matériau s’est avéré résistant à un certain nombre de contraintes environnementales différentes, notamment l’humidité et la corrosion. Parce que les ferrites sont des oxydes, elles ne peuvent pas être oxydées davantage. C’est l’une des raisons pour lesquelles les ferrites sont si résistantes à la corrosion^[10]. La ferrite de baryum s’est également avérée résistante à la démagnétisation thermique, un autre problème courant avec le stockage à long terme^[5]. La température de Curie est d’environ 450 °C (723 K).

Lorsque la température des aimants en ferrite de baryum augmente, leur forte coercivité intrinsèque s’améliore, c’est ce qui les rend résistants à la démagnétisation thermique. Les aimants en ferrite sont le seul type d’aimants qui deviennent nettement plus résistants à la démagnétisation à mesure que la température augmente. Cette caractéristique de la ferrite de baryum en fait un choix populaire dans les conceptions de moteurs et de générateurs, ainsi que dans les applications pour haut-parleurs. Les aimants en ferrite peuvent être utilisés à des températures allant jusqu’à 300 °C, ce qui les rend parfaits pour être utilisés dans les applications mentionnées ci-dessus. Les aimants en ferrite sont de très bons isolants et ne permettent à aucun courant électrique de les traverser et ils sont cassants, ce qui montre leurs caractéristiques céramiques. Les aimants en ferrite ont également de bonnes propriétés d’usinage, ce qui permet de couper le matériau dans de nombreuses formes et tailles^[11].

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