Depenent de les propietats magnètiques, les substàncies són diamamants, paraimants i ferroimants. I és el material ferromagnètic el que té propietats especials que es diferencien de la resta.
Quin tipus de material és aquest i quines propietats té
Un material ferromagnètic (o ferroimant) és una substància que es troba en estat sòlid cristal·lí o amorf, que es magnetitza en absència de camp magnètic només a una temperatura crítica baixa, és a dir, a una temperatura per sota del punt de Curie.. La susceptibilitat magnètica d'aquest material és positiva i supera la unitat. Alguns ferroimants poden tenir magnetització espontània, la força de la qual dependrà de factors externs. Entre altres coses, aquests materials tenen una excel·lent permeabilitat magnètica i són capaços d'amplificar un camp magnètic extern diversos centenars de milers de vegades.
Grups de ferroimants
Hi ha dos grups de materials ferromagnètics en total:
- Grup magnèticament suau. Els ferroimants d'aquest grup són petitsindicadors de la intensitat del camp magnètic, però tenen una excel·lent permeabilitat magnètica (menys de 8,0×10-4 H/m) i pèrdues d'histèresi baixes. Els materials magnètics tous inclouen: permalliages (aliatges amb addició de níquel i ferro), ferroimants d'òxid (ferrites), magnetodielèctrics.
- Magnèticament dur (o grup magnèticament dur). Les característiques dels materials ferromagnètics d'aquest grup són superiors a les de l'anterior. Els sòlids magnètics tenen una gran intensitat de camp magnètic i una bona permeabilitat magnètica. Són els principals materials per a la producció d'imants i dispositius on s'utilitza força coercitiva i es requereix una excel·lent susceptibilitat magnètica. El grup magnèticament dur inclou gairebé tots els acers al carboni i alguns aliats (cob alt, tungstè i crom).
Materials del grup magnèticament tou
Com s'ha esmentat anteriorment, el grup magnètic suau inclou:
- Permalloys, que consisteixen només en aliatges de ferro i níquel. De vegades s'afegeix crom i molibdè als permalloys per augmentar la permeabilitat. Els permalloys fets correctament tenen una alta permeabilitat magnètica i coercivitat.
- Les ferrites són un material ferromagnètic format per òxids de ferro i zinc. Sovint s'afegeixen òxids de manganès o níquel al ferro i zinc per reduir la resistència. Per tant, les ferrites s'utilitzen sovint com a semiconductors per a corrents d' alta freqüència.
- Magnetodielèctricssón una barreja en pols de pols de ferro, magnetita o permalloy embolicada en una pel·lícula dielèctrica. Igual que les ferrites, els magnetodielèctrics s'utilitzen com a semiconductors en una gran varietat de dispositius: amplificadors, receptors, transmissors, etc.
Materials del grup magnètic dur
Els materials següents pertanyen al grup magnètic dur:
- Acers al carboni fets d'un aliatge de ferro i carboni. Segons la quantitat de carboni, hi ha: acers de carboni baix (menys d'un 0,25% de carboni), acers de carboni mitjà (de 0,25 a 0,6% de carboni) i acers d' alt carboni (fins a un 2% de carboni). A més del ferro i el carboni, també es poden incloure silici, magnesi i manganès en la composició de l'aliatge. Però els materials ferromagnètics adequats i de màxima qualitat són els acers al carboni que tenen la menor quantitat d'impureses.
- Aliatges basats en elements de terres rares, com ara aliatges de samari-cob alt (compostos SmCo5 o Sm2Co17). Tenen una alta permeabilitat magnètica amb una inducció residual de 0,9 T. Al mateix temps, el camp magnètic en ferroimants d'aquest tipus també és de 0,9 T.
- Altres aliatges. Aquests inclouen: tungstè, magnesi, platí i aliatges de cob alt.
La diferència entre un material ferromagnètic i altres substàncies amb propietats magnètiques
Al principi de l'article, es va dir que els ferroimants tenen propietats especials que difereixen significativamentd' altres materials, i aquí hi ha algunes proves:
- A diferència dels diamamans i els paraimants, que deriven les seves propietats d'àtoms i molècules de matèria individuals, les propietats dels materials ferromagnètics depenen de l'estructura cristal·lina.
- Els materials ferromagnètics, a diferència, per exemple, dels paraimants, tenen alts valors de permeabilitat magnètica.
- A més de la permeabilitat, els ferroimants es diferencien dels materials paramagnètics perquè tenen una relació dependent entre la magnetització i la força del camp magnetitzant, que té un nom científic: histèresi magnètica. Molts materials ferromagnètics, com el cob alt i el níquel, així com els aliatges basats en ells, estan subjectes a un fenomen similar. Per cert, és la histèresi magnètica la que permet als imants mantenir un estat de magnetització durant molt de temps.
- Alguns materials ferromagnètics també tenen la capacitat de canviar la seva forma i mida quan es magnetitzen. Aquest fenomen s'anomena magnetostricció i depèn no només del tipus de ferroimant, sinó també d' altres factors igualment importants, per exemple, de la força dels camps i de la ubicació dels eixos cristal·logràfics respecte d'ells.
- Una altra característica interessant d'una substància ferromagnètica és la capacitat de perdre les seves propietats magnètiques o, per dir-ho simplement, convertir-se en un paraimant. Aquest efecte es pot aconseguir escalfant el material per sobre de l'anomenat punt Curie, mentre que la transició a l'estat paramagnètic no s'acompanya de cap efecte secundari i és pràcticament invisible a simple vista.ull.
Camp d'aplicació dels ferroimants
Com podeu veure, el material ferromagnètic ocupa un lloc especialment important en el món modern de la tecnologia. S'utilitza en la fabricació de:
- imants permanents;
- brúixoles magnètiques;
- transformadors i generadors;
- motors electrònics;
- instruments de mesura elèctrics;
- receptors;
- transmissors;
- amplificadors i receptors;
- discs durs per a portàtils i ordinadors;
- altaveus i alguns tipus de telèfons;
- gravadores.
En el passat, alguns materials magnètics suaus també s'utilitzaven en enginyeria de ràdio per crear cintes magnètiques i pel·lícules.
