Investigation of the Effect of Chromium Replacing with Cerium in Magnesium Ferrite on the Dielectric and Structural Properties

Abstract

Досліджено структурні та діелектричні властивості церій-хромового заміщення у фериті магнію (x = 0, 0.1, 0.3, 0.5), отриманому самозайманням лимонної кислоти та прожареному при температурі (1000 °С). Характеристику складу зразків проводили за допомогою XRD, FTIR, TEM, а діелектричні властивості вимірювали за допомогою LCR. Рентгенівська дифракція виявила склад кубічної шпінелі. Розмір кристала магнієвого фериту був у межах (18-31 нм) і постійної решітки (8,327-8,393 Å). Було помічено, що спектри FTIR сполуки MgCr0.5 – xCexFe1.5O4 залишаються у шпінельній фазі зі зміною концентрації Ce3+. Електронно-мікроскопічні вимірювання показали, що існують різні вершини решітки з потенційним d-розташуванням для Cr2O3, CeO2 та α-Fe2O3 фази. Значення d-розташування найбільш помітного кільця в кристалічних площинах (311) MgFe2O4 було близьким до його значення в рентгенівській дифракції. Було встановлено, що діелектрична проникність і коефіцієнт діелектричних втрат зменшуються зі збільшенням частоти прикладеного електричного поля і змінної провідності.

The structural and dielectric properties of cerium-chromium substitution in magnesium ferrite (x = 0, 0.1, 0.3, 0.5) prepared by spontaneous combustion of citric acid and calcined at a temperature of (1000 °C) were studied. The compositional characterization of the samples was carried out using XRD, FTIR, TEM, and the dielectric properties were measured using LCR. X-ray diffraction revealed the composition of the cubic spinel. The crystal size of magnesium ferrite was within (18-31 nm) and the lattice constant (8.327-8.393 Å). It was observed that the FTIR spectra of the compound MgCr0.5 – xCexFe1.5O4 remained in the spinel phase with a change in the concentration of Ce3+.Electron microscopy measurements showed that there are different lattice tips with potential d-spacing for Cr2O3, CeO2 and α-Fe2O3 phases. The d-spacing value of the most prominent ring in the (311) crystal planes of MgFe2O4 was close to its value in X-ray diffraction. It was found that the dielectric constant and the dielectric loss coefficient decreased with the increment in the frequency of the applied electric field and the alternating conductivity.