Abstract Nickel-Copper-Zinc ferrites are state-of-the-art dielectric materials with enhanced electromagnetic properties. Herein, we report, physicochemical and magnetic properties of Co2+ substituted NiCuZn ferrites of the series Ni0.25-xCoxCu0.30Zn0.45Fe2O4 (x = 0.00, 0.05, 0.01, 0.15, 0.20 and 0.25). The adopted synthesis method is the facile sol–gel auto combustion route with glycine as a reducing agent. X-ray diffraction (XRD) signatures revealed the cubic spinel structure, with a decrease in the lattice constant (a) due to a smaller ionic radius of Co2+ (0.72 A) replacing Ni2+ (0.74 A) ions. The optical properties of the ferrites are discussed in detail, viz. refractive index (η), reflectivity (R), the velocity of IR waves (v), and jump rates (J1, J2, and J). EDAX analysis indicated the elemental composition of ferrite samples as per the chosen stoichiometry. The microstructural analysis (SEM and TEM) depicts the dense microstructure with the average grain size of 38–95 nm. The samples exhibit a typical magnetic hysteresis loop at room temperature with low coercivity values confirming the soft magnetic nature. The maximum MS = 56 emu/gm was observed for the ferrite sample with x = 0.20. Temperature-dependent initial permeability at a constant frequency (1 MHz) showed the drop in the permeability values with increasing Co2+ content, whereas the values of Tc remain fairly unchanged.

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Co2+ 取代的 NiCuZn 铁氧体的微观结构和磁相互作用

摘要 镍铜锌铁氧体是最先进的具有增强电磁性能的介电材料。在此，我们报告了 Ni0.25-xCoxCu0.30Zn0.45Fe2O4 系列（x = 0.00、0.05、0.01、0.15、0.20 和 0.25）的 Co2+ 取代的 NiCuZn 铁氧体的物理化学和磁性。所采用的合成方法是以甘氨酸为还原剂的简易溶胶-凝胶自燃路线。X 射线衍射 (XRD) 特征显示立方尖晶石结构，由于 Co2+ (0.72 A) 取代 Ni2+ (0.74 A) 离子的离子半径较小，晶格常数 (a) 降低。详细讨论了铁氧体的光学特性，即。折射率 (η)、反射率 (R)、IR 波的速度 (v) 和跳跃率（J1、J2 和 J）。EDAX 分析表明铁氧体样品的元素组成符合所选的化学计量。微观结构分析（SEM 和 TEM）描绘了致密的微观结构，平均晶粒尺寸为 38-95 nm。样品在室温下表现出典型的磁滞回线，具有低矫顽力值，证实了软磁性质。对于 x = 0.20 的铁氧体样品，观察到最大 MS = 56 emu/gm。恒定频率 (1 MHz) 下的温度相关初始磁导率显示磁导率值随着 Co2+ 含量的增加而下降，而 Tc 的值基本保持不变。样品在室温下表现出典型的磁滞回线，具有低矫顽力值，证实了软磁性质。对于 x = 0.20 的铁氧体样品，观察到最大 MS = 56 emu/gm。恒定频率 (1 MHz) 下的温度相关初始磁导率显示磁导率值随着 Co2+ 含量的增加而下降，而 Tc 的值基本保持不变。样品在室温下表现出典型的磁滞回线，具有低矫顽力值，证实了软磁性质。对于 x = 0.20 的铁氧体样品，观察到最大 MS = 56 emu/gm。恒定频率 (1 MHz) 下的温度相关初始磁导率显示磁导率值随着 Co2+ 含量的增加而下降，而 Tc 的值基本保持不变。