Imãs Permanentes

– Tipos de imãs permanentes

Elementos metálicos Magnético

Muitos materiais têm rotação de eléctrones desemparelhados, e a maior parte destes materiais são paramagnéticos . Quando os spins interagem uns com os outros, de tal

Uma pilha de ímãs de ferrite.

maneira que os spins alinham espontaneamente, os materiais são chamados ferromagnético (o que é frequentemente denominado como fracamente magnético). Devido à forma como o seu normal cristalino estrutura atômica faz com que seus spins para interagir, alguns metais são ferromagnéticos quando encontrados em seus estados naturais, como minérios. Estes incluem o minério de ferro (magnetite ou magneto), cobalto e níquel, bem como a metais de terras raras de gadolínio e disprósio (quando a uma temperatura muito baixa). Tais ferromagnéticos que ocorrem naturalmente foram utilizados nas primeiras experiências com magnetismo. Tecnologia desde então se expandiu a disponibilidade de materiais magnéticos para incluir vários produtos feitos pelo homem, tudo baseado, no entanto, elementos naturalmente magnéticos.

 Composição

Cerâmico, ou de ferrite, os ímans são feitos de um sintetizado composto de óxido de ferro em pó e de bário / estrôncio carbonato de cerâmica. Dado o baixo custo dos materiais e métodos de fabricação, ímãs de baixo custo (ou núcleos ferromagnéticos não magnetizados, para uso em componentes eletrônicos, tais como antenas de rádio, por exemplo) de várias formas podem ser facilmente produzidos em massa. Os ímãs resultantes são não-corrosão, mas frágil e deve ser tratada como outras cerâmicas.

Alnico imans são feitas por fundição ou sinterização de uma combinação de alumínio, níquel e cobalto, com ferro e pequenas quantidades de outros elementos adicionados para melhorar as propriedades do íman. Sinterização oferece características mecânicas superiores, enquanto fundição oferece campos magnéticos superiores e permite a concepção de formas intrincadas. Alnico resistir à corrosão e tem propriedades físicas mais indulgente do que ferrite, mas não tão desejáveis como um metal. Os nomes comerciais para ligas desta família incluem: Alni, Alcomax, Hycomax, Columax e Ticonal.

 Moldados por injeção imans são um composto de vários tipos de resina e pós magnéticos, permitindo que as peças de formas complexas, a ser fabricado através de moldagem por injeção. As propriedades físicas e magnéticas do produto dependem das matérias-primas, mas são geralmente mais baixas em força magnética e assemelham-se plásticos nas suas propriedades físicas.

Imans flexíveis são constituídos por uma alta coercitividade ferromagnético composto (geralmente o óxido férrico) misturados com um ligante plástico. Isto é extraído sob a forma de uma folha e passado através de uma linha de potentes ímans permanentes cilíndricos. Estes ímans estão dispostas numa pilha com a alternância dos polos magnéticos voltados para cima (N, S, N, S. .) Sobre um eixo de rotação. Isso impressiona a folha de plástico com os pólos magnéticos em um formato de linha alternada. Nenhum eletromagnetismo é usado para gerar os imans. A distância polo a polo é da ordem de 5 milímetros, mas varia de acordo com o fabricante. Estes ímans são mais baixos em força magnética, mas pode ser bastante flexível, dependendo do ligante usado.

Terras raras ímãs – conhecidos também como Imã de Neodímio

[mantra-button-dark url=”grade-magnetica”]Grande Magnética[/mantra-button-dark] [mantra-button-light url=”neodimio”]Neodímio [/mantra-button-light][mantra-button-dark url=”o-elemento-neodimio”]Elemento Neodímio[/mantra-button-dark] [mantra-button-light url=”producao-industrial”]Produção industrial[/mantra-button-light] [mantra-button-dark url=”saude-e-seguranca”]Saúde e Segurança[/mantra-button-dark] [mantra-button-light url=”uso-do-neodimio”]Uso do Neodímio[/mantra-button-light]

Imãs de neodímio no formato de pastilhas

Terras raras (lanthanoid) elementos têm uma parcialmente ocupada escudo do elétron (que pode acomodar até 14 elétrons). Os spins desses elétrons podem ser alinhados, resultando em campos magnéticos muito fortes e, portanto, esses elementos são usados em compactos de alta resistência ímãs onde seu preço mais elevado não é uma preocupação. Os tipos mais comuns de terras raras ímãs são samário-cobalto e neodímio-ferro-boro (NIB) ímãs.

Símbolo Químico: Nd

Número Atômico: 60

Massa Atômica: 144,2 u

Nox : Nd+3

Configuração eletrônica: 1s2s2 2p3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s4d10 5p6s2 4f4

Ponto de Fusão: 1010,2ºC

Ponto de Ebulição: 3027 ºC

Ímãs de molécula única (SMMs) e ímãs de cadeia única (MEC) 

Na década de 1990, descobriu-se que algumas moléculas contendo ions metálicos paramagnéticos são capazes de armazenar um momento magnético a temperaturas muito baixas. Estes são muito diferentes dos ímãs convencionais que armazenam informações em um nível de domínio magnético e, teoricamente, poderia fornecer um meio de armazenamento muito mais denso do que os ímãs convencionais. Nesse sentido, a pesquisa sobre monocamadas de SMMs está atualmente em curso. Muito brevemente, os dois principais atributos de um SMM são:

  1. Um grande valor de estado de spin do solo (S), que é fornecido por meio de acoplamento ferromagnético ou ferrimagnético entre os centros metálicos paramagnéticos
  2. Um valor negativo da anisotropia do campo divisão zero (D)

A maioria dos SMMs contêm manganês, mas também podem ser encontrados com os conjuntos de vanádio, de ferro, níquel e cobalto. Mais recentemente, verificou-se que alguns dos sistemas de cadeia pode também exibir uma magnetização que persiste durante períodos prolongados a temperaturas mais elevadas. Estes sistemas têm sido chamados de cadeia simples imãs.

 Nano-estruturados ímãs

Alguns materiais nano-estruturados apresentam energia ondas , chamadas magnos , que se aglutinam em um estado terreno comum na forma de um condensado de Bose-Einstein.

 Custos 

Os atuais mais baratos ímãs permanentes, permitindo a intensidade de campo, são ímãs flexíveis e cerâmica, mas estes também estão entre os tipos mais fracos. Os ímãs de ferrite são principalmente de baixo custo ímãs vez que são feitas a partir de matérias-primas baratas óxido de ferro e-Ba ou Sr-carbonato. No entanto, um novo baixo custo ímã-Mn-Al liga. Foi desenvolvido e agora está dominando o campo de baixo custo ímãs. Ele tem uma magnetização de saturação superior do que os imãs de ferrite. Ele também tem coeficientes de temperatura mais favoráveis, embora possa ser termicamente instável. Ferro-neodímio-boro (ND) ímãs estão entre os mais fortes. Estas custam mais por quilo do que a maioria dos outros materiais magnéticos, mas, devido ao seu campo intenso, são menores e mais baratos em muitas aplicações.

 Temperatura

Sensibilidade à temperatura varia, mas quando um íman é aquecida a uma temperatura conhecida como o ponto de Curie , perde todo o seu magnetismo, mesmo depois do arrefecimento abaixo da temperatura. Os ímãs podem ser frequentemente remagnetizados, no entanto.

Além disso, alguns imãs são quebradiços e podem fraturar a altas temperaturas.

A temperatura máxima de utilização é mais elevada para alnico em mais de 540 ° C (1000 ° F), a cerca de 300 ° C (570 ° F) para ferrite e samário cobalto, cerca de 140 ° C (280 ° F) para o NIB e inferior para cerâmicas flexíveis, mas os números exatos dependem da qualidade do material.

 Eletroímãs 

Um eletroímã, na sua forma mais simples, é um fio que foi enrolado em uma ou mais voltas, conhecidas como um solenoide. Quando a corrente eléctrica flui através do fio, um campo magnético é gerado. Concentra-se perto (e especialmente dentro) da bobina, e as suas linhas de campo são muito semelhantes às de um íman. A orientação deste ímã efetivo é determinada pela regra da mão direita. O momento magnético e o campo magnético do eletroímã são proporcional ao número de voltas de fios, para a secção transversal de cada ciclo, e para a passagem de corrente através do fio.

Se a bobina de fio está envolto em torno de um material sem propriedades magnéticas especiais (por exemplo, de papelão), que tenderão a gerar um campo muito fraco. No entanto, se for enrolada em torno de um material ferromagnético, macio, tal como um prego de ferro, então o campo líquido produzido pode resultar em uma de várias centenas a milhares de vezes de aumento de força do campo.

Usos para eletroímãs incluem aceleradores de partículas, os motores elétricos, guindastes de ferro-velho, e ressonância magnética máquinas. Algumas aplicações envolvem configurações mais do que um dipolo magnético simples; por exemplo, quadrupolo e sêxtuplos ímãs são utilizados para concentrar feixes de partículas.

 Fonte : http://en.wikipedia.org/

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