Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Para comprender los materiales magnéticos duros , debemos conocer ciertos términos. Son los siguientes:
- Coercitividad: La capacidad de un material ferromagnético para sostener (resistir) un campo magnético periférico sin desmagnetizarse.
- Retentividad (Br): Es la cantidad de magnetismo que un material ferromagnético puede mantener incluso después de que el campo magnético se reduzca a cero.
- Permeabilidad: se utiliza para determinar cómo reacciona un material al campo magnético aplicado.
- Los materiales magnéticos se clasifican principalmente (según la magnitud de la fuerza coercitiva) en dos subdominios: materiales magnéticos duros y materiales magnéticos blandos .
Ahora, podemos definir materiales magnéticos duros . Estos materiales son realmente duros porque es muy difícil magnetizarse. La razón es que las paredes del dominio están inmóviles debido a defectos e imperfecciones del cristal.
Pero si se magnetiza, estará permanentemente magnetizado. Es por eso que; también se le llama material magnético permanente. Tienen una fuerza coercitiva superior a 10 kA / my tienen una alta retentividad. Cuando exponemos un imán duro a un campo magnético externo por primera vez, el dominio crece y gira para alinearse con el campo aplicado en la magnetización de saturación. Después de eso, el campo se elimina. Como resultado, la magnetización se revierte un poco, pero ya no sigue la curva de magnetización. Una cierta cantidad de energía (B r ) se almacena en el imán y se magnetiza permanentemente.
Indice de contenidos
Bucle de histéresis
El área total del bucle de histéresis = la energía que se disipa cuando un material de volumen unitario se magnetiza durante un ciclo de funcionamiento. La curva BH o bucle de histéresis de los materiales magnéticos duros siempre tendrá un área grande debido a la gran fuerza coercitiva, como se muestra en la figura siguiente.
Producto BH
El producto BH varía a lo largo de la curva de desmagnetización. El buen imán permanente tendrá el valor máximo del producto BH max . Tenemos que saber que la dimensión de este BH implica densidad de energía (Jm -3 ). Entonces esto se llama producto energético.
Propiedades de los materiales magnéticos duros
- Máxima retentividad y coercitividad.
- El valor del producto energético (BH) será grande.
- La forma del bucle BH es casi rectangular.
- Bucle de histéresis alta.
- Pequeña permeabilidad inicial.
Las propiedades de algunos materiales magnéticos permanentes importantes se muestran en la siguiente tabla.
| Materiales magnéticos duros | Coercitividad (Am -1 ) | Remanencia (T) | BH máx. (Jm -1 ) |
| Alnico 5 (Alcomax) (51Fe, 24 Co, 14 Ni, 8Al, 3Cu) | 44.000 | 1,25 | 36.000 |
| Alnico 2 (55Fe, 12Co, 17Ni, 10Al, 6Cu) | 44,800 | 0,7 | 13.600 |
| Acero cromado (98Fe, 0.9Cr, 0.6 C, 0.4Mn) | 4000 | 1.0 | 1600 |
| Óxido (57Fe, 28 O, 15Co) | 72.000 | 0,2 | 4.800 |
Algunos materiales magnéticos duros importantes son los siguientes:
Acero
El acero al carbono tiene un gran bucle de histéresis. Debido a cualquier impacto o vibración, pierden sus propiedades magnéticas rápidamente. Pero el acero de tungsteno, el acero al cromo y el acero al cobalto tienen un producto de alta energía.
Alnico
Está compuesto por aluminio, níquel y cobalto para potenciar y mejorar las propiedades magnéticas. Alnico 5 es el material más importante utilizado para crear imanes permanentes. El producto BH es 36000 Jm -3 . Se utiliza en funcionamiento a alta temperatura.
Aleaciones de
tierras raras: SmCo 5 , Sm 2 Co 17 , NdFeB, etc. Ferritas
duras o imanes cerámicos (como ferritas de bario):
Estos materiales pueden pulverizarse y utilizarse como aglutinantes en plásticos. Los plásticos fabricados con este método se denominan imanes de plástico.
Imanes adheridos:
se utiliza en motores de CC , motores paso a paso, etc.
Imán duro nanocristalino (aleaciones Nd-Fe-B):
el tamaño y el peso pequeños de este material hacen que se utilice en dispositivos médicos, motores delgados, etc.
Aplicaciones de materiales magnéticos duros
Los materiales magnéticos duros tienen una amplia gama de aplicaciones. Son los siguientes:
- Automoción: accionamientos de motor para ventiladores, limpiaparabrisas, bombas de inyección; motores de arranque; Control de asientos, ventanas, etc.
- Telecomunicación: Micrófonos, Altavoces, Timbres telefónicos, etc.
- Procesamiento de datos: impresoras, motores paso a paso, unidades de disco y actuadores.
- Electrónica de consumo: ordenadores domésticos, relojes, motores de CC para duchas, etc.
- Electrónica e instrumentación: disco medidor de energía, sensores , amortiguadores, etc.
- Industrial: aparatos de elevación, robótica, medidores, etc.
- Astro y aeroespacial: brújula automática, acoplamientos, instrumentación, etc.
- Bioquirúrgico: escáner corporal NMR / MRI, cierres de heridas, etc.
