1. TIPOS DE MATERIALES MAGNETICOS EXISTEN DOS TIPOS DE MATERIALES MAGNETICOS:
BLANDOS: o Los materiales magnéticos blandos son fácilmente imanables y desimanables presentando curvas de histéresis de apariencia estrecha con bajos campos coercitivos y alta saturación. o El uso de estos materiales está centrado en núcleos para transformadores, motores, generadores, equipos de comunicación de alta sensibilidad, etc.
DUROS: o
Los materiales magnéticos duros se caracterizan por una alta fuerza coercitiva Hc y una alta inducción magnética remanente Br; de este modo, los ciclos de histéresis de estos materiales son anchos y altos, figura
2. TERMINOS USADOS: CAMPO MAGNETICO Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen un ‘ campo magnético’. Los campos magnéticos suelen representarse mediante ‘líneas de campo magnético’ o ‘líneas de fuerza’. En cualquier punto, la dirección del campo magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo es inversamente proporcional al espacio entre las líneas.
Fe, Ni y Co : El magnetismo presenta una naturaleza dipolar y no se ha descubierto por el momento un monopolo magnético.
INDUCCION MAGNETICA Cuando al solenoide se le inserta en su interior una barra de material desmagnetizada, el campo magnético se incrementa fuera del solenoide debido a la suma del propio campo de este último y al campo magnético externo de la barra magnetizada. El nuevo campo magnético aditivo se denomina inducción magnética.
PERMEABILIDAD MAGNETICA Es el incremento de la imanación y es el cociente de B/H, mientras que la permeabilidad relativa es una medida de la intensidad del campo magnético inducido.
SUSCEPTIBILIDAD MAGNETICA Es el factor de proporcionalidad de la imanación y el campo aplicado, se denota como X=B/H
3. MAGNETISMO El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que son propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel. El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los 2 componentes de la radiación electromagnética, por ejemplo, la luz.
4. TIPOS DE MAGNETISMOS FERROMAGNETISMO: Creación de una imanación muy grande en el material cuando se le somete a un campo, después de que se retire este el material conserva parte de la imanación.
PARAMAGNETISMO: Los materiales que exhiben una pequeña susceptibilidad magnética positiva en la presencia de un campo magnético, se denominan paramagnéticos, y el efecto magnético recibe el nombre de paramagnetismo. El efecto paramagnético en materiales desaparece cuando se suprime el campo magnético aplicado. DIAMAGNETISMO: Un campo magnético externo que actúa sobre los átomos de un material desequilibra ligeramente sus electrones orbitales y crea pequeños dipolos magnéticos dentro de los átomos que se oponen al campo aplicado
ANTIFERROMAGNETISMO: Se da en algunos materiales en presencia de un campo magnético los dipolos de sus átomos se alinean de manera opuesta. Ejemplos, el manganeso y el cromo.
FERRIMAGNETISMO.: En algunos materiales cerámicos, iones diferentes tienen distintas magnitudes para sus momentos magnéticos, y cuando estos momentos magnéticos se alinean de una manera anti paralela, hay un momento magnético neto en una dirección
5. TEMPERATURA DE CURIE La energía térmica hace que los dipolos se desvíen de su alineamiento paralelo. Existe así una temperatura que hace que los materiales dejen de ser ferromagnéticos y se vuelvan paramagnéticos, a esta temperatura se le llama temperatura de Curie.
6. TIPOS DE ENERGÍA QUE DETERMINAN LA ESTRUCTURA DE LOS DOMINIOS Energía de canje: Asociada al acoplamiento de dipolos magnéticos en un dominio Energía magnetostatica: Es la energía potencial magnética de un material ferromagnético producida por su campo externo Energía de anisotropía magnetocristalina: Energía requerida en un material ferromagnético para rotar los dominios magnéticos Energía de la pared del dominio: Energía asociada al desorden de los momentos dipolares en el volumen de la pared entre dominios
Energía de magnetostrición: La energía debida a los esfuerzos mecánicos creados por la magnetostricción
7. Magnetización y desmagnetización de un metal ferromagnético
Ciclo de histéresis
8. MATERIALES MAGNÉTICOS BLANDOS
Propiedades
Pérdidas de energía en la histéresis: son debidas a la disipación de energía requerida para desplazar las paredes de los dominios magnéticos durante la imanación y desimanación del material. Estas pérdidas aumentan por la presencia de impurezas, imperfecciones, precipitados, dislocaciones, etc, que actúan como barreras que impiden el desplazamiento de las paredes de dominios durante el ciclo de imanación, incrementando las pérdidas de energía de histéresis. El área encerrada por la curva de histéresis es una medida de la energía perdida debida a la histéresis magnética.
Pérdida de energía por corrientes parásitas: son corrientes inducidas por variaciones en el flujo magnético, y se pueden reducir con un aumento de la resistividad del material. Esto se consigue por ejemplo añadiendo impurezas sustitucionales. Otro modo de reducir las corrientes parásitas a nivel macroscópico en los núcleos de los transformadores consiste en utilizar una estructura laminar o de hojas, aplicando una capa aislante entre una hoja y la siguiente.
8.1. EJEMPLOS DE MATERIALES MAGNETICOS BLANDOS: ALEACIONES HIERRO SILICIO El silicio aumenta la resistividad eléctrica del acero al bajo carbón y reduce de este modo las pérdidas por corrientes parásitas. El silicio disminuye la energía de magnetoanisotropía del hierro e incrementa la permeabilidad magnética, y por ello disminuye las pérdidas en el núcleo por histéresis. Las adiciones de silicio (de 3 a 4 por ciento) disminuyen también la magnetoestricción y reducen las pérdidas de energía por histéresis, así como el ruido del transformador (“zumbido”).
Vidrios Metálicos Estos materiales tienen propiedades magnéticas blandas importantes y consisten esencialmente en diversas combinaciones de Fe, Co y Ni ferromagnéticos con los metaloides B y Si.
Aleaciones hierro-níquel
Tienen permeabilidades mucho más altas en campos bajos se utilizan en equipo de comunicaciones de alta sensibilidad utilizado para detectar o transmitir señales pequeñas 9. MATERIALES MAGNÉTICOS DUROS Alnico: Las aleaciones del alnico (aluminio, níquel, cobalto) son los materiales magnéticos duros comerciales más importantes que se utilizan en la actualidad. A éstos corresponde 35 por ciento del mercado de imanes duros en Estados Unidos Aleación de tierras raras: Los imanes de aleación de tierras raras se producen a gran escala en Estados Unidos y tienen resistencias magnéticas superiores a las de cualquier material magnético comercial. Aleaciones Nd-Fe-B: Se descubrieron alrededor de 1984, y en la actualidad estos materiales se producen tanto mediante procesos de metalurgia de polvos como de tiras fundidas y centrifugadas de solidificación rápida
10. FERRITAS Las ferritas son materiales cerámicos magnéticos formados al mezclar óxido de hierro (Fe2O3) con otros óxidos y carbonatos en la forma pulverizada. Los polvos se prensan después en conjunto y se sinterizan en alta temperatura
Ferritas blandas: Las blandas exhiben comportamiento ferrimagnético, las ferritas blandas son materiales magnéticos importantes porque, además de tener propiedades magnéticas útiles, son aislantes y tienen altas resistividades eléctrica Ferritas duras: Las ferritas duras que se usan para imanes permanentes tienen la fórmula general MO 6Fe2O3 y tienen una estructura cristalina hexagonal. Estas ferritas se producen casi mediante el mismo método que se utiliza para las ferritas blandas, con la mayor parte prensada en húmedo en un campo magnético para alinear los ejes de magnetización fácil de las partículas con el campo aplicado.
