Dependendo das propriedades magnéticas, as substâncias são diamagnets, paramagnets e ferromagnets. E é o material ferromagnético que possui propriedades especiais que diferem dos demais.
Que tipo de material é esse e quais propriedades ele possui
Um material ferromagnético (ou ferromagneto) é uma substância que está em um estado sólido cristalino ou amorfo, que é magnetizado na ausência de qualquer campo magnético apenas a uma baixa temperatura crítica, ou seja, a uma temperatura abaixo do ponto de Curie. A suscetibilidade magnética deste material é positiva e excede a unidade. Alguns ferromagnetos podem ter magnetização espontânea, cuja força dependerá de fatores externos. Entre outras coisas, esses materiais têm excelente permeabilidade magnética e são capazes de amplificar um campo magnético externo em várias centenas de milhares de vezes.
Grupos de ferromagnetos
Existem dois grupos de materiais ferromagnéticos no total:
- Grupo magneticamente macio. Os ferroímãs deste grupo têm pequenasindicadores de intensidade de campo magnético, mas possuem excelente permeabilidade magnética (menos de 8,0×10-4 H/m) e baixas perdas por histerese. Os materiais magnéticos macios incluem: permalloys (ligas com adição de níquel e ferro), ferromagnetos de óxido (ferrites), magnetodielétricos.
- Magneticamente duro (ou grupo magneticamente duro). As características dos materiais ferromagnéticos deste grupo são superiores às do anterior. Os sólidos magnéticos têm altas forças de campo magnético e boa permeabilidade magnética. São os principais materiais para a produção de ímãs e dispositivos onde se utiliza força coercitiva e se exige excelente suscetibilidade magnética. O grupo magneticamente duro inclui quase todos os aços carbono e algumas ligas (cob alto, tungstênio e cromo).
Materiais do grupo magneticamente macio
Como mencionado anteriormente, o grupo magnético suave inclui:
- Permalloys, que consistem apenas em ligas de ferro e níquel. Às vezes, cromo e molibdênio são adicionados às permalloys para aumentar a permeabilidade. As permalloys feitas adequadamente têm alta permeabilidade magnética e coercividade.
- As ferritas são um material ferromagnético constituído por óxidos de ferro e zinco. Muitas vezes, óxidos de manganês ou níquel são adicionados ao ferro e ao zinco para reduzir a resistência. Portanto, as ferritas são frequentemente usadas como semicondutores para correntes de alta frequência.
- Magnetodielétricossão uma mistura em pó de ferro, magnetita ou pó de permalloy envolto em um filme dielétrico. Assim como as ferritas, os magnetodielétricos são usados como semicondutores em uma ampla variedade de dispositivos: amplificadores, receptores, transmissores, etc.
Materiais do grupo magnético rígido
Os seguintes materiais pertencem ao grupo magnético rígido:
- Aços carbono feitos de uma liga de ferro e carbono. Dependendo da quantidade de carbono, existem: aços de baixo carbono (menos de 0,25% de carbono), médio carbono (de 0,25 a 0,6% de carbono) e aços de alto carbono (até 2% de carbono). Além de ferro e carbono, silício, magnésio e manganês também podem ser incluídos na composição da liga. Mas os materiais ferromagnéticos da mais alta qualidade e adequados são aqueles aços carbono que possuem a menor quantidade de impurezas.
- Ligas à base de elementos terras raras, como ligas de samário-cob alto (compostos SmCo5 ou Sm2Co17). Possuem alta permeabilidade magnética com indução residual de 0,9 T. Ao mesmo tempo, o campo magnético em ferromagnetos deste tipo também é de 0,9 T.
- Outras ligas. Estes incluem: ligas de tungstênio, magnésio, platina e cob alto.
A diferença entre um material ferromagnético e outras substâncias com propriedades magnéticas
No início do artigo, foi dito que os ferromagnetos possuem propriedades especiais que diferem significativamentede outros materiais, e aqui estão algumas provas:
- Ao contrário dos diamagnets e paramagnets, que derivam suas propriedades de átomos individuais e moléculas de matéria, as propriedades dos materiais ferromagnéticos dependem da estrutura cristalina.
- Materiais ferromagnéticos, ao contrário, por exemplo, paraímãs, possuem altos valores de permeabilidade magnética.
- Além da permeabilidade, os ferroímãs diferem dos materiais paramagnéticos por terem uma relação dependente entre a magnetização e a força do campo de magnetização, que tem um nome científico - histerese magnética. Muitos materiais ferromagnéticos, como cob alto e níquel, bem como ligas à base deles, estão sujeitos a um fenômeno semelhante. Aliás, é a histerese magnética que permite que os ímãs mantenham um estado de magnetização por muito tempo.
- Alguns materiais ferromagnéticos também têm a capacidade de mudar sua forma e tamanho quando magnetizados. Esse fenômeno é chamado de magnetostrição e depende não apenas do tipo de ferroímã, mas também de outros fatores igualmente importantes, por exemplo, da força dos campos e da localização dos eixos cristalográficos em relação a eles.
- Outra característica interessante de uma substância ferromagnética é a capacidade de perder suas propriedades magnéticas ou, simplesmente, transformar-se em um paraímã. Este efeito pode ser alcançado aquecendo o material acima do chamado ponto de Curie, enquanto a transição para o estado paramagnético não é acompanhada de nenhum efeito colateral e é praticamente invisível a olho nu.olho.
Campo de aplicação de ferromagnetos
Como você pode ver, o material ferromagnético ocupa um lugar particularmente importante no mundo moderno da tecnologia. É usado na fabricação de:
- ímãs permanentes;
- bússolas magnéticas;
- transformadores e geradores;
- motores eletrônicos;
- instrumentos elétricos de medição;
- receptores;
- transmissores;
- amplificadores e receptores;
- discos rígidos para laptops e PCs;
- alto-falantes e alguns tipos de telefones;
- gravadores.
No passado, alguns materiais magnéticos macios também eram usados na engenharia de rádio para criar fitas magnéticas e filmes.
