Materiais Magnéticos Duros

Para entender os materiais magnéticos duros, é necessário conhecer certos termos. Eles são os seguintes:

• Coercividade: A capacidade de um material ferromagnético de resistir a um campo magnético periférico sem ser desmagnetizado.

• Retentividade (Br): É a quantidade de magnetismo que um material ferromagnético pode manter mesmo após o campo magnético ser reduzido a zero.

• Permeabilidade: Usada para determinar como um material reage ao campo magnético aplicado.

• Os materiais magnéticos são principalmente classificados (com base na magnitude da força coerciva) em dois subdomínios – materiais magnéticos duros e materiais magnéticos macios,

Agora, podemos definir materiais magnéticos duros. Esses materiais são realmente duros no sentido de que é muito difícil magnetizá-los. A razão é que as paredes dos domínios são imóveis devido a defeitos e imperfeições cristalinas.

Mas, se forem magnetizados, ficarão permanentemente magnetizados. Por isso, também são chamados de materiais magnéticos permanentes. Eles têm força coerciva maior que 10kA/m e alta retentividade. Quando expomos um ímã duro a um campo magnético externo pela primeira vez, os domínios crescem e giram para se alinhar com o campo aplicado na magnetização de saturação. Depois disso, o campo é removido. Como resultado, a magnetização é parcialmente revertida, mas não acompanha mais a curva de magnetização. Uma certa quantidade de energia (Br) é armazenada no ímã e ele fica permanentemente magnetizado.

Laço de Histerese

A área total do laço de histerese = a energia dissipada quando um material de volume unitário é magnetizado durante um ciclo de operação. A curva B-H ou laço de histerese dos materiais magnéticos duros sempre terá uma área grande devido à grande força coerciva, conforme mostrado na figura abaixo.

Produto BH

O produto BH varia ao longo da curva de desmagnetização. Um bom ímã permanente terá o valor máximo do produto BHmax. Devemos saber que a dimensão deste BH implica densidade de energia (Jm-3). Portanto, isso é chamado de produto de energia.

Propriedades dos Materiais Magnéticos Duros

• Maior retentividade e coercividade.

• Valor do produto de energia (BH) será grande.

• A forma do laço BH é quase retangular.

• Alto laço de histerese.

• Pequena permeabilidade inicial.

As propriedades de alguns importantes materiais magnéticos permanentes são mostradas na tabela abaixo.

Alguns importantes materiais magnéticos duros são os seguintes:
Aço
O aço carbono tem um grande laço de histerese. Devido a qualquer choque ou vibração, eles perdem suas propriedades magnéticas rapidamente. Mas o aço tungstênio, aço cromo e aço cobalto têm alto produto de energia.
Alnico
É composto de alumínio, níquel e cobalto para melhorar as propriedades magnéticas. O Alnico 5 é o material mais importante usado para criar ímãs permanentes. O produto BH é 36000 Jm-3. É usado em operações de alta temperatura.
Ligas de Terra Rara:
SmCo5, Sm2Co17, NdFeB etc.
Ferritas duras ou ímãs cerâmicos (como Ferritas de Bário):
Esses materiais podem ser pulverizados e usados como ligante em plásticos. Os plásticos feitos por este método são chamados de ímãs de plástico.
Ímãs unidos:
São usados em motores DC, motores passo a passo etc.
Ímã duro nanocristalino (ligas Nd-Fe-B):
O pequeno tamanho e peso desses materiais os tornam úteis em dispositivos médicos, motores finos, etc.

Aplicações de Materiais Magnéticos Duros

Materiais magnéticos duros têm uma ampla gama de aplicações. Elas são as seguintes:

• Automotivo: motores para ventiladores, limpadores, bombas de injeção; motores de partida; Controle para assentos, janelas, etc.

• Telecomunicações: Microfones, Alto-falantes, Tocadores de telefone, etc.

• Processamento de dados: Impressoras, Motores Passo a Passo, Unidades de Disco e Atuadores.

• Gorjeta