Propiedades magnéticas de la materia

Propiedades intrínsecas de los materiales magnéticos

Materiales magnéticos duros

Los imanes duros, también conocidos como imanes permanentes, son materiales magnéticos que retienen su magnetismo después de haber sido magnetizados.

Se cree que los imanes permanentes se utilizaron en las brújulas chinas desde 2500 antes de Cristo. Sin embargo, fue hasta principios del siglo XX que aceros al alto carbón y el tungsteno/cromo contenido en los aceros sustituyeron a los imanes naturales como los mejores imanes permanentes disponibles.

Estos imanes se convierten en permanentes debido a la alteración de las paredes de los dominios por dislocaciones e inclusiones. El movimiento de las dislocaciones dentro de un material es a menudo provocada por los mismos factores que afectan el movimiento de las paredes de los dominios y como consecuencia estos aceros son mecánicamente muy duros, éste es el origen del término imán duro. Algunos de los principales materiales de este tipo son:

• Álnicos. Son las primeras mejoras realizadas a imanes permanentes de acero a principios de los años treinta debido al descubrimiento del grupo de aleaciones llamadas aleaciones álnico. Estas aleaciones están hechas principalmente de níquel, cobalto y hierro con pequeñas cantidades de aluminio, cobre y titanio.


Figura 1. Estructura del álnico 8, altamente ferromagnético, se presenta la dirección del campo magnético.

• Ferritas duras. El siguiente avance se dio en la década de los cincuentas con la introducción de ferritas hexagonales duras, conocidas como imanes cerámicos. Estos materiales son ferrimagnéticos, con la principal ventaja de que son extremadamente baratos, debido al sencillo procesamiento para producirlos. Durante el procesamiento, el polvo se compacta dentro de un campo magnético con el fin de alinear la magnetización de sus partículas con la dirección del campo magnético externo.



Figura 2. Imanes cerámicos.

• Tipo SmCo. En 1966 se descubrieron las propiedades magnéticas de la fase YCo5. Ésta fue la primera fase basada en una tierra rara y un metal de transición en la que se encontraron propiedades de magnetización permanente, esta combinación proporciona una alta magnetización y una alta temperatura de Curie.

• Tipo NdFeB. En 1984 se descubrieron las propiedades magnéticas del NdFeB descubiertas simultáneamente por la General Motors de Estados Unidos y la Sumimoto Special Metals de Japón. Ambos grupos produjeron materiales basados en la fase Nd2Fe14B, aunque emplearon diferentes rutas de procesamiento. Cuando el polvo se ha hecho muy fino, cada partícula es un cristal que puede ser alineado dentro de un campo magnético, esta alineación se mantiene en su lugar mediante una fuerte compactación del polvo. Debido a su gran reactividad, estos imanes tienden a corroerse muy rápidamente, particularmente en los ambientes húmedos.



Figura 4. Imanes de nedomio.