Exemplo de materiais magnéticos

O Materiais Magnéticos são aqueles que são capaz de produzir um Campo de Força que atrai materiais metálicos, Campo também chamado de campo magnético.

Magnetismo

O Magnetismo é a capacidade de um material de produzir um campo magnético, que se encarregará de transportar os metais que estiverem próximos a ele.

É possível que correntes elétricas produzem um campo magnético passando por um material, tornando-o magnético. Este fenômeno é chamado Eletromagnetismo. Além desta opção, existem materiais naturais ou criados sinteticamente, que criam um campo magnético.

Os campos criados por materiais magnéticos vêm de duas fontes atômicas: o momentos angulares orbitais Y spin de elétrons, que estando em movimento contínuo no material, eles experimentam forças antes de um campo magnético que é aplicado.

As características magnéticas de um material podem mudar ao se misturar ou formar uma liga com outros elementos, onde são alteradas pelas interações entre os átomos.

Por exemplo, um material não magnético como o alumínio pode se comportar como um material magnético em materiais como o Alnico (Alumínio-Níquel-Cobalto) ou a mistura de Manganês-Alumínio-Carbono.

Também, material não magnético pode assumir esta característica Através dos Trabalho mecanico ou outro fonte de estresse que muda a geometria da estrutura cristalina que originalmente o compôs.

Momentos Magnéticos

Todo o material é composto de átomos contendo elétrons móveis. Um campo magnético aplicado sobre ele sempre atua sobre os elétrons considerados individualmente. Isso dá origem ao efeito denominado Diamagnetismo. Este é um fenômeno bem conhecido e depende exclusivamente do movimento dos elétrons.

Os elétrons vão ter um Momento magnético, que e um trabalho feito por eles para criar um campo magnético. O momento magnético pode ser Orbital, devido ao movimento dos elétrons em torno do núcleo, ou Intrínseco ou spin, que é devido ao spin do próprio elétron.

No nível do átomo, a emenda de momentos magnéticos, contribuído por elétrons para o átomo ou molécula de que fazem parte, dá um momento magnético resultante para o átomo ou molécula.

Quando há um momento atômico ou molecular líquido, os momentos magnéticos tendem a se alinhar com o campo aplicado (ou com os campos criados por momentos magnéticos vizinhos), resultando no efeito de Paramagnetismo.

Ao mesmo tempo, a energia térmica presente em todos os lugares tende a orientar aleatoriamente os momentos magnético, de modo que a intensidade relativa de todos esses efeitos determinará o comportamento do material. Em um material não magnetizado, os momentos magnéticos são orientados aleatoriamente.

Permeabilidade magnética

Os materiais magnéticos são caracterizados por seus Permeabilidade µ, que é a relação entre campo de indução magnética (aquele que é contribuído) e o campo magnético dentro do material:

Comportamentos Magnéticos

Os materiais que podem ser modificados com um campo magnético podem se comportar de várias maneiras, incluindo os principais são Diamagnetismo, Paramagnetismo, Ferromagnetismo, Antiferromagnetismo e Ferrimagnetismo.

Diamagnetismo

O Diamagnetismo é um efeito que é baseado na interação entre o campo aplicado e elétrons móveis do material.

Materiais diamagnéticos são magnetizar fracamente na direção oposta o do campo magnético aplicado. O resultado é que uma força repulsiva aparece no corpo em relação ao campo aplicado.

Exemplos de materiais diamagnéticos são cobre e hélio.

Paramagnetismo

Os materiais Paramagnético são caracterizados por átomos com um momento magnético líquido, que geralmente são alinhados paralelamente a um campo aplicado. As propriedades do paramagnetismo são as seguintes.

Materiais paramagnéticos são fracamente magnetizados na mesma direção do que o campo magnético aplicado. O resultado é que uma força atrativa aparece no corpo em relação ao campo aplicado.

A intensidade da resposta é muito pequena e os efeitos são praticamente impossíveis de detectar, exceto em temperaturas extremamente baixas ou campos aplicados muito fortes.

Exemplos de materiais paramagnéticos são alumínio e sódio. Diferentes variantes de paramagnetismo ocorrem em função da estrutura cristalina do material, que induz interações magnéticas entre átomos vizinhos.

Ferromagnetismo

Nos materiais Ferromagnético os momentos magnéticos individuais de grandes grupos de átomos ou moléculas eles ficam alinhados um com o outro devido a um forte acoplamento, mesmo na ausência de um campo externo.

Esses grupos são chamados Domínios, e eles agem como um pequeno ímã permanente. Os domínios são formados para minimizar a energia magnética entre eles.

Na ausência de um campo aplicado, os domínios têm seus momentos magnéticos líquidos distribuídos aleatoriamente. Quando um campo externo é aplicado, os domínios tendem a se alinhar com o campo. Este alinhamento pode permanecer em alguns casos de acoplamento muito forte quando o campo é removido, criando um ímã permanente. A agitação térmica tende a desalinhar os domínios.

Materiais ferromagnéticos são fortemente magnetizados na mesma direção que o campo magnético aplicado. Assim, uma força atrativa aparece no corpo em relação ao campo aplicado.

Em temperatura normal, a energia térmica geralmente não é suficiente para desmagnetizar um material magnetizado. Porém, acima de uma determinada temperatura, chamada de Temperatura de Curie, o material torna-se paramagnético.

Uma maneira de desmagnetizar um material ferromagnético é então aqueça acima desta temperatura.

Exemplos de materiais ferromagnéticos são ferro, cobalto, níquel e aços.

Antiferromagnetismo

Os materiais Antiferromagnético eles têm um estado natural no qual os spins atômicos dos átomos adjacentes são opostos, de modo que o momento magnético líquido é zero. Este estado natural dificulta a magnetização do material.

O fluoreto de manganês (MnF) é um exemplo simples. Acima de uma temperatura crítica, chamada de temperatura de Neel, um material antiferromagnético torna-se paramagnético.

Outro exemplo de um material antiferromagnético é o cromo.

Ferrimagnetismo

Os materiais Ferrimagnético são semelhantes aos antiferromagnéticos, exceto que as espécies de átomos alternados são diferentes, como por exemplo, pela existência de duas sub-redes cristalinas entrelaçadas e têm momentos magnéticos diferente.

Então há um magnetização líquida, que pode ser muito intensa em alguns casos. O Magnetita É conhecido como material magnético desde os tempos antigos. É um dos óxidos de ferro (Fe₃OU₄) e é de estrutura com disposição cúbica. Outros exemplos de materiais ferrimagnéticos são ferrites.

Os ímãs

Geralmente é chamado Magnético a qualquer objeto que produz um campo magnético externo. UMA ímã permanente é um material que, quando colocado em um campo magnético suficientemente forte, não só produz o seu próprio campo magnético ou induzido, mas também continua a produzir campo induzido mesmo depois de ser removido do campo aplicado.

Esta propriedade não é alterada ou enfraquecida ao longo do tempo, exceto quando o ímã está sujeito a mudanças de temperatura, campos de desmagnetização, tensões mecânicasetc. A capacidade do material de suportar sem alterações em suas propriedades magnéticas vários tipos de ambientes e condições de trabalho define os tipos de aplicações em que pode ser usado.

Se chama Material magnético macio para aquele que perde sua magnetização quando o campo externo que o produziu é retirado. É útil para transportar, concentrar ou modelar campos magnéticos.

O Materiais Magnéticos Duros são aqueles que sustentam a magnetização mesmo removendo o campo aplicado. Eles são usados ​​para a fabricação de ímãs permanentes.

Exemplos de materiais magnéticos

1. Mistura de Alnico (Alumínio-Níquel-Cobalto)
2. Mistura de Manganês-Alumínio-Carbono
3. Cobre (Diamagnético)
4. Hélio (diamagnético)
5. Alumínio (paramagnético)
6. Sódio (Paramagnético)
7. Ferro (Ferromagnético)
8. Cobalto (Ferromagnético)
9. Níquel (Ferromagnético)
10. Aços (Ferromagnéticos)
11. Fluoreto de magnésio MnF (Antiferromagnético)
12. Cromo (antiferromagnético)
13. Fé magnetita₃OU₄ (Ferrimagnético)
14. Ferritas (ferrimagnéticas)