Materiais magnéticos duros

Para entender os materiais magnéticos duros, temos que coñecer certos termos. Estes son os seguintes:

• Coercividade: A capacidade dun material ferromagnético de resistir a un campo magnético periférico sen desmagnetizarse.

• Retentividade (Br): É a cantidade de magnetismo que un material ferromagnético pode manter incluso despois de que o campo magnético se reduza a cero.

• Permeabilidade: Úsase para determinar como reacciona un material a un campo magnético aplicado.

• Os materiais magnéticos clasificanse principalmente (baseados na magnitude da forza coercitiva) en dous subdominios – materiais magnéticos duros e materiais magnéticos moles,

Agora, podemos definir materiais magnéticos duros. Estes materiais son realmente duros no sentido de que é moi difícil magnetizalos. A razón é que as paredes de dominio están inmóveis debido a defectos e imperfeccións cristalinas.

Pero se magnetízan, serán permanentemente magnetizados. Por iso tamén se chaman materiais magnéticos permanentes. Téñen unha forza coercitiva maior de 10kA/m e unha alta retentividade. Cando expomos un imán duro a un campo magnético externo por primeira vez, os dominios crecen e rotan para alinear con o campo aplicado ata a magnetización de saturación. Despois, elimínase o campo. Como resultado, a magnetización revértese algo pero xa non segue a curva de magnetización. Unha cantidade de enerxía (Br) almacénase no imán e convértese nun imán permanentemente magnetizado.

Laço de Histerese

A área total do laço de histerese = a enerxía disipada cando un material de volume unitario se magnetiza durante un ciclo de operación. A curva B-H ou laço de histerese dos materiais magnéticos duros terá sempre unha área grande debido á gran forza coercitiva, como se mostra na figura abaixo.

Produto BH

O produto BH varía ao longo da curva de desmagnetización. Un imán permanente de boa calidade terá un valor máximo de produto BHmax. Temos que saber que a dimensión deste BH implica densidade de enerxía (Jm-3). Polo que isto chámase o produto de enerxía.

Propiedades dos Materiais Magnéticos Duros

• Retentividade e coercividade máximas.

• O valor do produto de enerxía (BH) será grande.

• A forma do lazo BH é case rectangular.

• Alto lazo de histerese.

• Pequena permeabilidade inicial.

As propiedades de algúns materiais magnéticos permanentes importantes móstranse na táboa a continuación.

Algúns materiais magnéticos duros importantes son os seguintes:
Aço
O aço ao carbono ten un gran lazo de histerese. Debido a calquera choque ou vibración, perdense rapidamente as súas propiedades magnéticas. Pero o aço tungsteno, o aço cromado e o aço cobalto teñen un alto produto de enerxía.
Alnico
Faise de aluminio, níquel e cobalto para mellorar as propiedades magnéticas. O Alnico 5 é o material máis importante usado para crear imás permanentes. O produto BH é 36000 Jm-3. Úsase en operacións a alta temperatura.
Ligas de Terra Rara:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB etc.
Ferritas duras ou imás cerámicos (como as ferritas de bario):
Estes materiais poden ser pulverizados e usados como ligante en plásticos. Os plásticos feitos por este método chámanse imás de plástico.
Imás unidos:
Úsase en motores CC, motores paso a paso etc.
Imán duro nanocristalino (ligas Nd-Fe-B):
O pequeno tamaño e peso destes materiais fáchanos usar en dispositivos médicos, motores finos, etc.

Aplicacións dos Materiais Magnéticos Duros

Os materiais magnéticos duros teñen un amplio rango de aplicacións. Estas son as seguintes:

• Automoción: unidades de motor para ventiladores, limpiaparabrisas, bombas de inyección; motores de arranque; Control para asientos, xanelas, etc.

• Telecomunicacións: Micrófonos, Altifalantes, Timbres de teléfono, etc.

• Procesamento de datos: Impresoras, Motores paso a paso, Unidades de disco e actuadores.

• Propina