The effect of Ce4+ substitution in NiFe2O4, with a chemical formula Ni1-2xCexFe2O4 (0 ≤ x ≤ 0.25), ferrite prepared by a solid-state reaction is presented in this paper. Ce4+ ions enter the NiFe2O4 lattice by replacing Ni2+ and swell the lattice. This enlarges the lattice constant, which results in a moderate distortion of the lattice. The r.m.s. strain increases from 0.411 × 10−3 to 0.471 × 10−3 with increasing Ce4+ content. SEM images revealed that Ce4+ promotes grain growth in NiFe2O4. It was also revealed that x-ray density and porosity decreases, whereas a significant increase in the bulk density is observed with the Ce4+ content. Substitution of Ce4+ for Ni2+ caused a decrease in the saturation magnetization from 41.3 to 25.12 emu/g and a decrease in the Curie temperature of the nickel ferrite from 830 to 594 K, whereas the coercivity increased from 59.48 to 458.25 Oe.

1.
Alex
Goldman
,
Modern Ferrite Technology
, 2nd ed. (
Springer
,
New York
,
2006
).
2.
S.
Somiya
,
F.
Aldinger
,
N.
Claussen
,
R. M.
Spriggs
,
K.
Uchino
,
K.
Koumoto
, and
M.
Kaneno
,
Handbook of Advanced Ceramics
(
Academic
,
London
,
2003
), Vol.
2
.
4.
B.
Liu
,
K.
Zhou
,
Z.
u Li
,
D.
Zhang
, and
L.
Zhang
,
Mater. Res. Bull.
45
,
1668
(
2010
).
5.
M. N.
Rahaman
and
Y. C.
Zhod
,
J. Eur. Cera. Soc.
15
,
939
(
1995
).
6.
S. E.
Shirsath
,
B. G.
Toksha
, and
K. M.
Jadhav
,
Mater. Chem. Phys.
117
,
163
(
2009
).
7.
S. M.
Patange
,
S. E.
Shirsath
,
S. S.
Jadhav
,
K. S.
Lohar
,
D. R.
Mane
, and
K. M.
Jadhav
,
Mater. Lett.
64
,
722
(
2010
).
8.
S. E.
Shirsath
,
B. G.
Toksha
,
R. H.
Kadam
,
S. M.
Patange
,
D. R.
Mane
,
G. S.
Jangam
, and
A.
Ghasemi
,
J. Phys. Chem. Sol.
71
,
1669
(
2010
).
9.
S. S.
Jadhav
,
S. E.
Shirsath
,
B. G.
Toksha
,
S. M.
Patange
,
D. R.
Shengule
, and
K. M.
Jadhav
,
Physica B: Cond. Matter.
405
,
2610
(
2010
).
10.
A.
Karim
,
S. E.
Shirsath
,
S. J.
Shukla
, and
K. M.
Jadhav
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
268
,
2706
(
2010
).
11.
S. M.
Patange
,
Sagar E.
Shirsath
,
B. G.
Toksha
,
Santosh S.
Jadhav
,
S. J.
Shukla
, and
K. M.
Jadhav
,
Appl. Phys. A: Mater Sci. Process A
95
,
429
(
2009
).
12.
Santosh S.
Jadhav
,
Sagar E.
Shirsath
,
B. G.
Toksha
,
S. J.
Shukla
, and
K. M.
Jadhav
,
Chin. J. Chem. Phys.
21
,
381
(
2008
).
13.
S. M.
Patange
,
Sagar E
Shirsath
,
B. G.
Toksha
,
Santosh S.
Jadhav
, and
K. M.
Jadhav
,
J. Appl. Phys.
106
,
023914
(
2009
).
14.
D.-H.
Chen
and
X.-R.
He
,
Mater. Res. Bull.
36
,
1369
(
2001
).
15.
N. D.
Chaudhari
,
R. C.
Kambale
,
J. Y.
Patil
,
S. R.
Sawant
, and
S. S.
Suryavanshi
,
Mater. Res. Bull.
45
,
1713
1719
(
2010
).
16.
K.
Kamala Bharathi
,
K.
Balamurugan
,
P. N.
Santhosh
,
M.
Pattabiraman
, and
G.
Markandeyulu
,
Phys. Rev. B
77
,
172401
(
2008
).
17.
A. I.
El Shora
,
M. A.
El Hiti
,
M. K.
El Nimr
,
M. A.
Ahmed
, and
A. M.
El Hasab
,
J. Magn. Magn. Mater.
204
,
20
(
1999
).
18.
B. L.
Patil
,
S. R.
Sawant
,
S. A.
Patil
, and
R. N.
Patil
,
J. Mater. Sci.
29
,
175
(
1994
).
19.
S.
Ge-Liang
,
L.
Jian-Bao
,
J. J.
Sun
, and
X. Z.
Yang
,
J. Magn. Magn. Mater.
281
,
173
(
2004
).
20.
O. M.
Hemeda
,
M. Z.
Said
, and
M. M.
Barakat
,
J. Magn. Magn. Mater.
224
,
132
(
2001
).
21.
M. A.
Ahmed
,
N.
Okasha
, and
M. M.
El-Sayed
,
Ceram. Int.
33
,
49
(
2007
).
22.
D.
Ravinder
and
B.
Ravi Kumar
,
Mater. Lett.
57
,
1738
(
2003
).
23.
X.
Juna
,
S.
Xiangqiana
, and
Z.
Yongwei
,
Rare Metals
28
,
151
(
2009
).
24.
E.
Ateia
,
M. A.
Ahmed
, and
A. K.
El-Aziz
,
J. Magn. Magn. Mater.
311
,
545
(
2007
).
25.
N. B.
Ibrahim
,
C.
Edwards
, and
S. B.
Palmer
,
J. Magn. Magn. Mater.
220
,
183
(
2000
).
26.
S.
Dhara
,
A. C.
Rastogi
, and
B. K.
Das
,
J. Appl. Phys.
79
,
953
(
1996
).
27.
B.
Hu
,
Z.
Zeng
,
X.
Yang
,
L.
Mao
, and
Y.
Euang
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
76
,
178
(
1993
).
28.
S. T.
Bishay
,
J. Magn. Magn. Mater.
301
,
231
(
2006
).
29.
M. A.
Ahmed
,
E.
Ateia
, and
F. M.
Salem
,
Phys. B
381
,
144
(
2006
).
30.
M. M.
El Sayed
,
Ceram. Intern.
33
,
413
(
2007
).
31.
M. V.
Bukhtiyarova
,
A. S.
Ivanova
,
E. M.
Slavinskaya
,
L. M.
Plyasova
,
V. V.
Kaichev
, and
P. A.
Kuznetsov
,
Appl. Catal., A
384
,
230
(
2010
).
32.
M.
Hrovat
,
J.
Holc
,
S.
Bernik
, and
D.
Makovec
,
Mater. Res. Bull.
33
,
1175
(
1998
).
33.
R.
Valenzuela
,
Magnetic Ceramics
(
Cambridge University Press
,
Cambridge
,
1994
).
34.
A. G.
Kumbhar
,
K.
Kishore
,
G.
Venkateswaran
, and
V.
Balaji
,
Hydrometallurgy
68
,
171
(
2003
).
35.
D.-S.
Bae
,
B.
Lim
,
B.-I.
Kim
, and
K.-S.
Han
,
Mater. Lett.
56
,
610
(
2002
).
36.
V. V.
Kharton
,
J. C.
Waerenborgh
,
A.V.
Kovalevsky
,
G. C.
Mather
,
A. P.
Viskup
,
M. V.
Patrakeev
,
P.
Gaczyński
,
A. A.
Yaremchenko
, and
V. V.
Samakhval
,
Solid State Sci.
9
,
32
(
2007
).
37.
H.
Takagi
,
S.
Uchida
,
H.
Eisaki
,
S.
Tanaka
,
K.
Kishio
,
K.
Kitazawa
, and
K.
Fueki
,
J. Appl. Phys.
63
,
4009
(
1988
).
38.
Y. P.
Fu
and
C. S.
Hsu
,
J. Alloys. Compd.
391
,
185
(
2005
).
39.
B. D.
Cullity
,
Elements of X-Ray Diffraction
(
Addison-Wesley
,
London
,
1959
).
40.
J. B.
Nelson
and
D. P.
Riley
,
Proc. Phys. Soc. London
57
,
160
(
1945
).
41.
T. K.
Gupta
and
R. L.
Coble
,
J. Am. Ceram. Soc.
51
,
521
(
1968
).
42.
R. L.
Coble
,
T. K.
Gupta
, in
Sintering and Related Phenomena
, edited by
G. C.
Kucznski
,
N. A.
Hroton
, and
C. F.
Gibbon
(
Gordon and Breach
,
New York
,
1967
), p.
423
.
44.
M.
Manjurul Haque
,
M.
Huq
, and
M. A.
Hakim
,
Mater. Chem. Phys.
112
,
580
(
2008
).
45.
R. K.
Sharma
,
O.
Suwalka
, and
N.
Lakshmi
,
Mater. Lett.
59
,
3402
(
2005
).
46.
H.
Shokrollahi
and
K.
Janghorban
,
Mater. Sci. Eng. B
141
,
91
(
2007
).
47.
X.
Zhiyong
,
Y.
Zhong
,
S.
Ke
,
L.
Lezhong
,
J.
Haining
, and
L.
Zhongwen
,
J. Magn. Magn. Mater.
321
,
2883
(
2009
).
48.
M.
Rajendran
,
R. C.
Pullar
,
A. K.
Bhattacharya
,
D.
Das
,
S. N.
Chintalapudi
, and
C. K.
Majumdar
,
J. Magn. Magn. Mater.
232
,
71
(
2001
).
49.
S.
Chikazumi
and
S.
Charap
,
Physics of Magnetism
(
Wiley
,
New York
1964
), p.
153
.
50.
E. C.
Stoner
and
E. P.
Wohlfarth
,
Philos. Trans. Roy. Soc. A
240
,
599
(
1948
); reprinted by
E. C.
Stoner
and
E. P.
Wohlfarth
IEEE Trans. Magn.
27
,
3475
(
1991
).
51.
S. H.
Liou
,
S.
Huang
,
E.
Klimek
, and
R. D.
Kirby
,
J. Appl. Phys.
85
,
4334
(
1999
).
52.
B. D.
Cullity
,
Introduction to Magnetic Materials
. (
Addison-Wesley
,
Reading, MA
,
1972
).
53.
J. M. D.
Coey
,
Rare Earth Permanent Magnetism
, (
Wiley
,
New York
,
1996
).
54.
A.
Mager
,
Ann. Phys. (Leipzig) 6F.
11
,
15
(
1952
).
55.
G.
Herzer
,
IEEE Trans. Magn.
26
,
1397
(
1990
).
56.
B.
Shashishekar
and
I.
Baker
,
Proc. MRS
788
, L3.13.1-7 (
2004
).
57.
Q
.
Zeng
,
I
.
Baker
,
V
.
McCreary
, and
Z
.
Yan
,
Mater. Res. Soc. Symp. Proc.
980
, 0980-II06-09 (
2007
).
58.
M.
Vopsaroiu
,
M.
Georgieva
,
P. J.
Grundy
,
G. Vallejo
Fernandez
,
S.
Manzoor
,
M. J.
Thwaites
, and
K.
O’Grady
, in
49th MMM Conference
,
Jacksonville, FL
(
2004
).
59.
R.
Alben
,
J. J.
Becker
, and
M. C.
Chi
,
J. Appl. Phys.
49
,
1653
(
1978
).
60.
G.
Herzer
,
IEEE Trans. Magn.
26
,
1397
(
1990
).
61.
Jan
Smit
,
Magnetic Properties of Materials
(
Intra-University Electronics Series
,
1971
), Vol.
13
, p
89
.
62.
R. S.
Patil
,
S. V.
Kakatkar
,
S. A.
Patil
,
A. M.
Sankpal
, and
S. R.
Sawant
,
Mater. Chem. Phys.
28
,
355
(
1991
).
You do not currently have access to this content.