Ferrite de cobalt
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Le ferrite de cobalt est un ferrite semi-dur dont la formule chimique est CoFe2O4 (CoO · Fe2O3). La substance peut être considérée comme un matériau magnétique doux ou dur, mais est généralement classée comme un matériau semi-dur[2].
| Ferrite de cobalt | |
| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | cobalt(2+);iron(3+);oxygen(2-) |
| No CAS | |
| No CE | 234-992-3 |
| PubChem | |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | CoFe2O4 |
| Masse molaire[1] | 234,621 ± 0,005 g/mol Co 25,12 %, Fe 47,6 %, O 27,28 %, |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Applications
modifierIl est principalement utilisé pour ses applications magnétostrictives comme les capteurs et les actionneurs[3] grâce à sa magnétostriction à saturation élevée (~200 ppm). Le CoFe2O4 présente également les avantages d’être exempt de terres rares, ce qui en fait un bon substitut au Terfenol-D[4]. De plus, ses propriétés magnétostrictives peuvent être ajustées en induisant une anisotropie uniaxiale magnétique[5]. Cela peut être fait par recuit magnétique[6], compactage assisté par champ magnétique[7] ou réaction sous pression uniaxiale[8]. Cette dernière solution a l’avantage d’être ultra rapide (20 min) grâce à l’utilisation du frittage par plasma d'étincelle. L’anisotropie magnétique induite dans la ferrite de cobalt est également bénéfique pour améliorer l’effet magnétoélectrique (en) dans le composite[9].
Le ferrite de cobalt peut également être utilisé comme électrocatalyseur pour la réaction d’évolution de l’oxygène et comme matériau pour la fabrication d’électrodes pour les condensateurs électrochimiques (également appelés supercondensateurs) pour le stockage de l’énergie. Ces utilisations tirent parti des réactions d’oxydoréduction qui se produisent à la surface de la ferrite. De la ferrite de cobalt préparée avec une morphologie et une taille contrôlées pour augmenter la surface, et donc le nombre de sites actifs, a été publiée[10]. L’un des inconvénients de la ferrite de cobalt pour certaines applications est sa faible conductivité électrique. Des nanostructures de ferrite de cobalt de forme différente peuvent être synthétisées sur des substrats conducteurs, tels que l’oxyde de graphène réduit, pour atténuer cet inconvénient[10].
Références
modifier- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) Hosni, « Semi-hard magnetic properties of nanoparticles of cobalt ferrite synthesized by the co-precipitation process », Journal of Alloys and Compounds, vol. 694, , p. 1295–1301 (DOI 10.1016/j.jallcom.2016.09.252)
- (en) Olabi, « Design and application of magnetostrictive materials », Materials & Design, vol. 29, no 2, , p. 469–483 (DOI 10.1016/j.matdes.2006.12.016, lire en ligne)
- (en) Sato Turtelli et al., « Co-ferrite – A material with interesting magnetic properties », IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 60, , p. 012020 (DOI 10.1088/1757-899X/60/1/012020
)
- (en) J. C. Slonczewski, « Origin of Magnetic Anisotropy in Cobalt-Substituted Magnetite », Physical Review, vol. 110, no 6, , p. 1341–1348 (DOI 10.1103/PhysRev.110.1341)
- (en) Lo, « Improvement of magnetomechanical properties of cobalt ferrite by magnetic annealing », IEEE Transactions on Magnetics, vol. 41, no 10, , p. 3676–3678 (DOI 10.1109/TMAG.2005.854790, S2CID 45873667)
- (en) Wang, « Magnetostriction properties of oriented polycrystalline CoFe2O4 », Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 401, , p. 662–666 (DOI 10.1016/j.jmmm.2015.10.073)
- (en) A. Aubert, « Uniaxial anisotropy and enhanced magnetostriction of CoFe2O4 induced by reaction under uniaxial pressure with SPS », Journal of the European Ceramic Society, vol. 37, no 9, , p. 3101–3105 (DOI 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.03.036, arXiv 1803.09656, S2CID 118914808, lire en ligne)
- (en) A. Aubert, « Enhancement of the Magnetoelectric Effect in Multiferroic CoFe2O4/PZT Bilayer by Induced Uniaxial Magnetic Anisotropy », IEEE Transactions on Magnetics, vol. 53, no 11, , p. 1–5 (DOI 10.1109/TMAG.2017.2696162, arXiv 1803.09677, S2CID 25427820, lire en ligne)
- (en) Jose-Luis Ortiz-Quiñonez, Sachindranath Das et Umapada Pal, « Catalytic and pseudocapacitive energy storage performance of metal (Co, Ni, Cu and Mn) ferrite nanostructures and nanocomposites », Progress in Materials Science, vol. 130, , p. 100995 (DOI 10.1016/j.pmatsci.2022.100995)
