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Propriedades Magnéticas
Definições
Do ponto de vista magnético, os materiais, podem ser classificados como:
- Materiais indiferentes: não apresentam nenhuma propriedade magnética, nem mesmo na presença de um campo magnético externo. É o caso do vidro, da madeira e da borracha.
- Materiais diamagnéticos: são materiais que, quando colocados na presença de um campo magnético externo, a resultante da densidade de fluxo magnético é fortemente reduzida e os momentos magnéticos criados no interior do material alinham-se em oposição ao campo magnético externo, o que causa a sua mútua repulsão. São materiais em que a susceptibilidade magnética é χm < 0. São exemplos deste tipo de materiais, o cobre, a prata e o ouro.
- Materiais paramagnéticos: são materiais que, quando colocados na presença de um campo magnético externo, os momentos magnéticos do material são alinhados com o campo externo, e o fluxo de campo magnético dentro do material é aumentado. Estes tipos de materiais são ligeiramente atraídos por campos magnéticos externos. São materiais em que a susceptibilidade magnética é χm > 0. São exemplos deste tipo de materiais, o magnésio, o molibdénio e o lítio.
- Materiais ferromagnéticos: são materiais fortemente paramagnéticos que, quando submetidos a um campo magnético externo, a densidade de fluxo magnético é aumentada de uma forma muito intensa. São materiais fortemente atraídos por campos magnéticos externos. São materiais em que a susceptibilidade magnética é χm >>> 0. São exemplos deste tipo de materiais, o ferro, o níquel e o cobalto.
Tal como a madeira e o vidro, nem as borrachas puras nem a suas composições usuais possuem propriedades magnéticas; são, por este motivo, designados por materiais magneticamente “indiferentes”. Contudo, os artefactos de borracha podem “adquirir” propriedades magnéticas por dois métodos:
- Inserção, no artefacto, de componentes metálicos magnéticos ou magnetizáveis;
- Formulação do composto de borracha com materiais magnetizáveis, tais como magnetite em pó, ferrites de bário ou de estrôncio ou mesmo metais em pó, tais como neodímio/ferro/boro ou alumínio/níquel/cobalto.
Os aditivos que vão conferir propriedades magnéticas são magnetizados depois de incorporados no composto de borracha. Esta operação é efectuada submetendo a borracha a um campo eléctrico de alta tensão ou elevada intensidade. Neste processo, as partículas magnetizáveis alinham-se, sob o efeito do campo magnético criado e assim permanecem depois do efeito daquele campo cessar, actuando posteriormente como um magnete permanente.
A densidade de fluxo magnético determina as quantidades a adicionar dos diversos tipos de ingredientes. São, portanto, uma verdadeira “arte”, os processos tecnológicos que conduzem à obtenção da “borracha magnética”.
A borracha magnetizada pode possuir características magnéticas isotrópicas ou anisotrópicas, o que depende do tipo de ferrite utilizada. Os magnetes isotrópicos podem ser magnetizados em qualquer direcção; os magnetes anisotrópicos são produzidos em campos magnéticos que asseguram uma direcção preferencial. Os magnetes designados por semi-anisotrópicos são produzidos de acordo com o procedimento seguido para os materiais anisotrópicos, mas a magnetização é apenas efectuada num só lado.
As propriedades mais importantes dos magnetes são as seguintes:
- Remanência;
- Força coerciva;
- Força coerciva intrínseca;
- Produto de energia máxima,
que vamos passar a analisar.
Remanência
Quando um material paramagnético é submetido a uma poderosa acção magnetizante (indução magnética) e esta acção cessa, o material adquire e permanece com um determinado poder magnético: a chamada remanência – a que lhe corresponde uma densidade de fluxo magnético, medida em unidades Gauss (G), no sistema CGS.
Uma unidade Gauss é equivalente a 1 Maxwell (Mx) (unidade de fluxo magnético do sistema CGS) por centímetro quadrado e é igual a 10-8 Weber por centímetro quadrado, no SI (Sistema Internacional de Unidades). Como 1 Weber por metro quadrado é igual a 1 Tesla, então 1 Gauss = 10-1 mT.
Força coerciva
A força coerciva é o valor da força magnetizante (campo magnético) necessária para anular o magnetismo residual existente num magnete. Esta força magnetizante é expressa em unidades Oersteds (Oe), no sistema CGS. No Sistema Internacional de Unidades a unidade de força magnetizante é o Ampere por metro (A/m) (Equivalência: 1 Oe = 1 kA/m x 12,57).
Força Coerciva Intrínseca
A força coerciva intrínseca é uma medida da aptidão do magnete em resistir à desmagnetização. No sistema CGS a unidade de medida é o Oersteds (Oe). No Sistema Internacional de Unidades a unidade é o Ampere por metro (A/m).
Produto de energia máxima
Corresponde ao valor máximo do produto da densidade de fluxo magnético pela força do campo magnético, no processo de desmagnetização. Corresponde também ao volume mínimo de material magnético, para produzir uma determinada energia magnética na sua proximidade. A unidade no sistema CGS é o Mega Gauss Oersteds (MGOe). No Sistema Internacional de unidades, a unidade é o kilo Joule por metro cúbico (kJ/m3). (Equivalência: 1 MGOe = 7,96 kJ/m3).
