Relaxation Process and Aging Phenomenon in Cobalt-Modified Iron Oxide

Abstract

The migration process of Co ions in cobalt-ferrite epitaxial layers on γ-Fe2O3 powders is studied by Mossbauer effect, XPS, and thermomagnetic measurements. The activation energy E and the coefficient A of Co ions are measured. The influence of Fe2+ ions in the epitaxial layer on the aging phenomenon in cobalt-modified iron oxides is studied. It is found that the activation energy E of the cobalt-modified iron oxides containing different Co2+/Fe2+ ratios is the same, but the coefficient A changes rapidly with the Co2+/Fe2+ ratio. For constant Co ion content in the surface layer of γ-Fe2O3 is found that the higher the Fe2+ content the larger the aging effect. The Mossbauer effect and XPS indicate clearly that after annealing the Co ions in te cobalt-ferrite layer of γ-Fe2O3 migrate to new equilibrium positions. Die Wanderungsvorgange von Co-Ionen in Kobaltferrit-Epitaxialschichten auf γ-Fe2O3-Pulver werden mittels Mosbauer-Effekt, XPS und thermomagnetischer Methode untersucht. Die Aktivierungs-energie E und die Koeffizienten A der Co-Ionen werden gemessen. Der Einflus der Fe2+-Ionen in der Epitaxialschicht auf die Alterungsvorgange in den kobaltmodifizierten Eisenoxiden werden untersucht. Es wird gefunden, das die Aktivierungsenergie E von kobaltmodifizierten Eisenoxiden mit unterschiedlichen Co2+/Fe2+-Verhaltnissen naherungsweise gleich sind. Die Koeffizienten A andern sich jedoch mit dem Co2+/Fe2+-Verhaltnis schnell. Fur konstanten Co-Ionengehalt in der Oberflachenschicht wird der Alterungseffekt um so groser, je groser der Fe2+-Gehalt ist. Die Werte des Mosbauer-Effekts und XPS zeigen, das die Co-Ionen in der Kobaltferrit-Oberflachenschicht von γ-Fe2O3 nach magnetischen Temperungen zu neuen Gleichgewichtsplatzen wandern.