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29/10/2013 1 Profa. Juliana Fonseca Por que estudar as propriedades magnéticas dos materiais? - Uma compreensão do mecanismo que explica o comportamento magnético permanente de alguns materiais pode nos permitir alterar e, em alguns casos, moldar as propriedades magnéticas. Como funciona uma bússola? 29/10/2013 2 Magnetismo - capacidade de atração em imãs; ou seja, a capacidade que um objeto possui de atrair outros objetos. Imãs naturais - compostos por pedaços de ferro magnético ou rochas magnéticas como a magnetita (óxido de ferro: Fe3O4). Imãs artificiais - produzidos por ligas metálicas, como por exemplo, níquel-cromo. Magnetismo “Fenômeno pelo qual os materiais impõem uma força ou influência de atração ou de repulsão sobre outros materiais, é conhecido há milhares de anos”. Os fenômenos magnéticos foram, talvez, os primeiros a despertar a curiosidade da humanidade sobre o interior da matéria. Os mais antigos relatos de experiências com a chamada "força misteriosa" da magnetita (Fe3O4), o ímã natural, são atribuídos aos gregos e datam de 800 a.C. 29/10/2013 3 200 d.C - A primeira utilização prática do magnetismo foi a bússola, inventada pelos chineses, baseando-se na propriedade que uma agulha magnetizada tende a se orientar na direção do campo magnético terrestre. 900 d.C - A bússola foi empregada em navegação pelos chineses, mas só foi utilizada no Ocidente a partir do século XV. Século XIX - com a descoberta da relação do magnetismo com a eletricidade, os fenômenos magnéticos ganharam uma dimensão muito maior através dos trabalhos de Hans Christian Oersted, André Marie Ampère, Michael Faraday, Joseph Henry, etc. No final do século XIX - diversos fenômenos já eram compreendidos e tinham aplicações tecnológicas; motores e geradores elétricos eram as mais importantes. 29/10/2013 4 Hoje - Muitos de nossos dispositivos tecnológicos modernos dependem do magnetismo e de materiais magnéticos; Esses dispositivos incluem: geradores e transformadores de energia elétrica, motores elétricos, rádios, televisões, telefones, computadores e componentes de sistemas de reprodução de som e vídeo. transformador gerador motor rádio Ferro / alguns aços / mineral magnetita: são exemplos bem conhecidos de materiais que exibem propriedades magnéticas. No entanto → todas as substâncias são influenciadas, em maior ou menor grau, pela presença de um campo magnético. 29/10/2013 5 Inseparabilidade dos polos 29/10/2013 6 Dipolos Magnéticos As forças magnéticas são geradas pelo movimento de partículas carregadas eletricamente; Essas forças magnéticas são aditivas a quaisquer forças eletrostáticas que possam prevalecer. Dipolos Magnéticos Linhas de força imaginárias podem ser traçadas para indicar a direção da força em posições da vizinhança da fonte do campo. 29/10/2013 7 Distribuições do campo magnético, como indicadas pelas linhas de força, para uma corrente circular e também para um imã. Vídeo: Magnetismo e movimento de elétrons http://www.youtube.com/watch?v=ax ud8v0ThqU Os dipolos magnéticos são influenciados por campos magnéticos de maneira semelhante à forma como os dipolos elétricos são afetados pelos campos elétricos. -q +q Força Força E -q +q E No interior de um campo magnético, a força do próprio campo exerce um torque que tende a orientar os dipolos em relação ao campo. Exemplo: maneira como a agulha de uma bússola magnética alinha-se com o campo magnético da Terra. 29/10/2013 8 Vetores do Campo Magnético Intensidade do campo magnético, 𝑯 campo magnético aplicado externamente. Se o campo magnético for gerado por meio de uma bobina cilíndrica (solenoide): 𝐻 = 𝑁𝐼 𝑙 𝑯: Ampère/metro espiras comprimento corrente Vetores do Campo Magnético Indução Magnética / Densidade de Fluxo Magnético, 𝑩 Representa a magnitude do campo interno no interior de uma substância que está sujeita a um campo 𝐻. 𝑩 e 𝑯 são vetores do campo: caracterizados pela magnitude e pela direção no espaço. 29/10/2013 9 Vetores do Campo Magnético Indução Magnética / Densidade de Fluxo Magnético, 𝑩 𝐵 = 𝜇𝐻 𝝁: permeabilidade - propriedade do meio específico através do qual o campo H passa e onde B é medido. (dimensões: Wb/A∙m ou H/m) A unidade para B é o tesla ou Wb/m2 Observações: - No vácuo 𝐵0 = 𝜇0𝐻 𝜇0: permeabilidade no vácuo, que é uma constante universal (4𝜋 × 10 −7 𝐻/𝑚). 𝐵0: a densidade do fluxo no vácuo. Vários parâmetros podem ser empregados para descrever as propriedades magnéticas dos sólidos. Um deles é a razão entre a permeabilidade de um material e a permeabilidade no vácuo: 𝜇𝑟 = 𝜇 𝜇0 𝝁𝒓: permeabilidade relativa, adimensional. É a medida do grau pelo qual o material pode ser magnetizado, ou da facilidade pela qual um campo B pode ser induzido na presença de um campo externo H. 29/10/2013 10 A Magnetização, 𝑴, do sólido é definida por: 𝐵 = 𝜇0𝐻 + 𝜇0𝑀 A magnitude de M é proporcional ao campo aplicado da seguinte maneira: 𝑀 = 𝜒𝑚𝐻 𝜒𝑚: suscetibilidade magnética, é um parâmetro adimensional. 𝜒𝑚 = 𝜇𝑟 − 1 Na presença de um campo H, os momentos magnéticos no interior de um material tendem a ficar alinhados com o campo e a reforçá-lo em virtude de seus campos magnéticos. O termo 𝜇0𝑀 é uma medida dessa contribuição. Origens dos Momentos Magnéticos As propriedades magnéticas macroscópicas dos materiais são consequências dos momentos magnéticos que estão associados aos elétrons individuais. Alguns desses conceitos são relativamente complexos e envolvem alguns princípios mecânico-quânticos. 29/10/2013 11 Origens dos Momentos Magnéticos Cada elétron em um átomo possui momentos magnéticos que se originam de duas fontes: 1° - seu movimento orbital ao redor do núcleo. Sendo uma carga em movimento, um elétron pode ser considerado um pequeno circuito circular com corrente, que gera um campo magnético muito pequeno e que apresenta um momento magnético ao longo do seu eixo de translação. 29/10/2013 12 2° - Cada elétron também pode ser considerado como se estivesse girando ao redor de um eixo; o outro momento magnético tem sua origem nessa rotação do elétron. Os momentos magnéticos de spin podem estar apenas em uma direção “para cima” ou em uma direção antiparalela, “para baixo”. Dessa forma, cada elétron em um átomo pode ser considerado como se fosse um pequeno ímã, que possui momentos magnéticos orbital e de rotação permanentes. 29/10/2013 13 O momento magnético mais fundamental é o magneton de Bohr, 𝜇𝐵, que possui magnitude de 9,27 x 10-24 A m2. Para cada elétron em um átomo, o momento magnético de spin é de ±𝜇𝐵 (sinal positivo para o spin para cima e negativo para baixo). Em cada átomo individual, os momentos orbitais de alguns pares eletrônicos se cancelam mutuamente. Isso também é válido para os momentos de spin. Observações: O momento magnético resultante de um átomo é a soma dos momentos magnéticos de cada um dos seus elétrons constituintes, incluindo as contribuições orbitais e as de spin, e levando-se em consideraçãoos cancelamentos de momentos. Para um átomo com camadas ou subcamadas eletrônicas completamente preenchidas, quando todos os elétrons são considerados, existe um cancelamento total do momento orbital e do momento spin. Dessa forma → os materiais compostos por átomos com camadas eletrônicas totalmente preenchidas não são capazes de ser permanentemente magnetizados. 29/10/2013 14 Os tipos de magnetismo incluem: - o diamagnetismo, - o paramagnetismo, - o ferromagnetismo. Todos os materiais exibem pelo menos um desses tipos, e o comportamento depende da resposta do elétron e dos dipolos magnéticos atômicos à aplicação de um campo magnético externo. Diamagnetismo - forma muito fraca de magnetismo, - não é permanente, - persiste apenas enquanto um campo externo está sendo aplicado. - são materiais que, se colocados na presença de um campo magnético, têm seus imãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado, - Exemplos: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. Bi/supercondutor http://www.youtube.com/watch?v=2zBTws0pJ3o 29/10/2013 15 Diamagnetismo Ele é induzido por uma mudança no movimento orbital dos elétrons, causada pela aplicação de um campo magnético. A magnitude do momento magnético induzido é extremamente pequena e ocorre em uma direção oposta à do campo aplicado. A permeabilidade relativa 𝜇𝑟 é menor que 1 e a suscetibilidade magnética é negativa → a magnitude do campo B no interior de um sólido diamagnético é menor que no vácuo. A suscetibilidade volumétrica 𝝌𝒎 para materiais sólidos diamagnéticos é da ordem de -10-5. Diamagnetismo 29/10/2013 16 Suscetibilidades magnéticas à temperatura ambiente para materiais diamagnéticos Diamagnéticos Material Suscetibilidade 𝜒𝑚 Cloreto de sódio −1,41 × 10−5 Cobre −0,96 × 10−5 Mercúrio −2,85 × 10−5 Ouro −3,44 × 10−5 Óxido de alumínio −1,81 × 10−5 Prata −2,38 × 10−5 Silício −0,41 × 10−5 Zinco −1,56 × 10−5 Paramagnetismo Materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. Exemplos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc. 29/10/2013 17 Paramagnetismo - cada átomo possui um momento de dipolo permanente em virtude de um cancelamento incompleto dos momentos magnéticos de spin e/ou orbital do elétron. - na ausência de um campo magnético externo, as orientações desses momentos magnéticos atômicos são aleatórias → uma peça do material não apresenta qualquer magnetização macroscópica resultante. Paramagnetismo Esses dipolos atômicos estão livres para girar. Resulta quando eles se alinham de alguma maneira preferencial, por rotação, com um campo externo 29/10/2013 18 Como os dipolos se alinham com o campo externo, eles o aumentam, dando origem a uma permeabilidade relativa 𝜇𝑟 maior que 1 e a uma suscetibilidade magnética que, apesar de ser relativamente pequena é positiva. Suscetibilidades magnéticas à temperatura ambiente para materiais diamagnéticos Paramagnéticos Material Suscetibilidade 𝜒𝑚 Alumínio 2,07× 10−5 Cloreto de cromo 1,51× 10−3 Cromo 3,13× 10−4 Molibidênio 1,19× 10−4 Sódio 8,48× 10−6 Sulfato de manganês 3,70× 10−3 Titânio 1,81× 10−4 Zircônio 1,09× 10−4 Dependência de B em relação ao campo externo H para um material que exibe comportamento diamagnético 29/10/2013 19 - Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. - A presença de um material ferromagnético altera fortemente o valor da intensidade do campo magnético. - São substâncias ferromagnéticas somente: o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias. - As substâncias que compõem esse grupo apresentam características bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Em um material ferromagnético desmagnetizado, os domínios apontam para direções aleatórias Com um ímã, a maioria dos domínios aponta para a mesma direção Observações: - Aços - Aquecimento 29/10/2013 20 Apresentam um momento magnético permanente na ausência de um campo externo, e magnetizações muito grandes e permanentes. São possíveis suscetibilidades magnéticas tão elevadas quanto 106 para os materiais ferromagnéticos. Consequentemente, H<<M e, a partir da equação 𝐵 = 𝜇0𝐻 + 𝜇0𝑀 Podemos escrever 𝐵 ≅ 𝜇0𝑀 Os momentos magnéticos permanentes nos materiais ferromagnéticos resultam dos momentos magnéticos atômicos devido aos spins dos elétrons que não são cancelados em consequência da estrutura eletrônica. Existe também uma contribuição do momento magnético orbital, que é pequena em comparação ao momento devido ao spin. 29/10/2013 21 A origem dessas forças de acoplamento não é completamente compreendida, mas acredita-se que ela surja da estrutura eletrônica do metal. Esse alinhamento mútuo de spins existe ao longo de regiões de volume do cristal relativamente grandes, denominadas domínios. A máxima magnetização possível, ou magnetização de saturação 𝑀𝑠, de um material ferromagnético representa a magnetização que resulta quando todos os dipolos magnéticos em uma peça sólida estão mutuamente alinhados com o campo externo; Para o ferro, cobalto e níquel, os momentos magnéticos resultantes por átomo são de 2,22; 2,71 e 0,6 magnetons de Bohr; Calcule (a) a magnetização de saturação e (b) a densidade do fluxo de saturação para o níquel, que possui massa específica de 8,90 g/cm3. Solução: (a) a magnetização de saturação é simplesmente o produto do número de magnetons de Bohr por átomo (0,60), da magnitude do magneton de Bohr 𝜇𝐵 e do número de átomos N por metro cúbico 𝑀𝑠 = 0,60𝜇𝐵𝑁 𝑁 = 𝜌𝑁𝐴 𝐴𝑁𝑖 𝑁 = (8,90 × 106)(6,02 × 1023) 58,71 𝑁 = 9,13 × 1028 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠/𝑚3 29/10/2013 22 Logo, 𝑀𝑠 = 0,60 × 9,27 × 10 −24 × 9,13 × 1028 𝑀𝑠 = 5,1 × 10 5 𝐴 𝑚 (b) 𝐵 = 𝜇0𝑀𝑠 𝐵 = (4𝜋 × 10−7)(5,1 × 105 𝐴 𝑚 ) 𝐵 = 0,64 𝑡𝑒𝑠𝑙𝑎 O que é Fenômeno observado em alguns materiais, em que ocorre o cancelamento total do momento magnético como resultado de um acoplamento antiparalelo de átomos ou de íons adjacentes. Exemplos Óxido de manganês (MnO) Óxido de cromo (CrO) antiferromagneto 29/10/2013 23 Efeito da Temperatura A interação antiferromagnética se destrói a alta temperatura por efeito da entropia. A temperatura acima da qual não se aprecia o antiferromagnetismo se chama temperatura de Neel. Acima desta, os compostos são tipicamente paramagnéticos. Aplicação - Menor byte magnético já feito (IBM) 20 átomos de ferro formam a menor unidade de armazenamento magnético já construída – usando o antiferromagnetismo. É uma unidade de armazenamento antiferromagnética, que foi usado agora pela primeira vez para armazenar dados. A estrutura usa apenas 12 átomos por bit, comprimindo um byte inteiro (8 bits) em 96 átomos. Para se ter uma ideia dessas dimensões, basta ver que um disco rígidomoderno usa de mais de meio bilhão de átomos por byte. http://www.italpro.com.br/equipamentosmagneticos/tag/antife rromagnetismo/(3/4/2012) 29/10/2013 24 Os dados são gravados e lidos com a ajuda de um microscópio eletrônico. Os pares de linhas de átomos têm dois estados magnéticos possíveis, representando os valores 0 e 1 de um bit clássico. Um pulso elétrico emitido pela ponta do microscópio inverte a configuração magnética de um estado para o outro, fazendo a gravação. Os nanomagnetos são estáveis apenas a uma temperatura de -268 °C. Apesar disso, os pesquisadores esperam que conjuntos de cerca de 200 átomos sejam estáveis a temperatura ambiente. Diferente do que ocorre no ferromagnetismo, usado nos discos rígidos convencionais, no material antiferromagnético os spins dos átomos vizinhos são alinhados em posições opostas, o que torna o material magneticamente neutro em macroescala. Isto significa que as linhas de átomos antiferromagnéticas podem ser colocadas muito mais próximas umas das outras, sem interferir magneticamente entre si. Ao contrário dos materiais ferromagnéticos, os materiais antiferromagnéticos são relativamente insensíveis a campos magnéticos, devendo, em princípio, permitir que as informações sejam guardadas de forma mais densa. 29/10/2013 25 O que é? Magnetizações grandes e permanentes encontradas em alguns materiais cerâmicos. É resultante de um acoplamento antiparalelo de spins e de um cancelamento incompleto dos momentos magnéticos. Exemplos Ferritas (óxidos cerâmicos compostos por cátions divalentes e trivalentes, ex. Fe2+ e Fe3+). Elas são representadas pela fórmula química MFe2O4 (M representa qualquer um dentre vários elementos metálicos). A principal ferrita é a magnetita (Fe3O4), também chamada de pedra-ímã. A fórmula para o Fe3O4 pode ser descrita como: Fe2+-O2--(Fe3+)2(O 2-)3 os íons Fe existem nos estados de valência +2 e +3 na razão 1:2. Há um momento magnético de spin resultante para cada íon: Fe2+ - 4 magnetons de Bohr Fe3+ - 5 magnetons de Bohr Os íons O2- são magneticamente neutros. O momento ferrimagnético resultante tem origem no cancelamento incompleto dos momentos de spin. estrutura cristalina espinélio invertido 29/10/2013 26 Há dois tipos de posições que podem ser ocupadas pelos cátions Fe Para uma delas o número de coordenação é 4 (tetraédrica). Para a outra posição, o NC é 6 (octaédrica). Metade dos íons trivalentes (Fe3+) está localizada em posições octaédricas, enquanto a outra metade encontra-se em posição tetraédrica. Os íons Fe2+ estão todos localizados nas posições octaédricas. O fator crítico é o arranjo dos momentos de spin dos íons Fe: 29/10/2013 27 Ferritas cúbicas com outras composições podem ser produzidas pela adição de íons metálicos que substituem alguns dos íons ferro na estrutura cristalina. Momentos magnéticos resultantes para 6 cátions Cátion Momento magnético de spin resultante (magnetons de Bohr) Fe3+ 5 Fe2+ 4 Mn2+ 5 Co2+ 3 Ni2+ 2 Cu2+ 1 A partir da fórmula química da ferrita, M2+O2--(Fe3+)2(O 2-)3, além do íons Fe2+, o M2+ pode representar íons divalentes, tais como Ni2+, Mn2+, Co2+ e Cu2+, cada qual com um momento magnético de spin resultante. Exemplos comuns: - ferrita de níquel (NiFe2O4) - ferrita de manganês e magnésio (Mn,Mg)Fe2O4. Ferritas hexagonais - têm estrutura cristalina semelhante à estrutura inversa do espinélio, com simetria hexagonal, em vez de cúbica. A fórmula química para esses materiais pode ser representada por AB12O19, na qual A é um metal divalente tal como bário, chumbo ou estrôncio, e B é um metal trivalente tal como alumínio, gálio, cromo ou ferro. Exemplos mais comuns PbFe12O19 e o BaFe12O19. Aplicação: biociência e medicina: uso de partículas magnéticas para induzir a hipertermia em tecidos biológicos na terapia do câncer. 29/10/2013 28 Granadas - têm estrutura cristalina complicada, que pode ser representada pela fórmula geral M3Fe5O12. M representa um íon de terra-rara, tal como samário, európio, gadolínio ou ítrio. Exemplo: A granada de ferro e ítrio (Y3Fe5O12), algumas vezes representada por YIG, é o material mais comum desse tipo. A granada de ítrio e ferro é muito eficiente como transmissor e transdutor da energia sonora. Granada de alumínio e ítrio, fluoreto de lítio e ítrio e o vanadato de ítrio são usados em lasers infravermelhos Observações: As magnetizações de saturação para os materiais ferrimagnéticos não são tão elevadas quanto para os ferromagnéticos. Por outro lado, as ferritas, sendo materiais cerâmicos, são bons isolantes elétricos. Para algumas aplicações magnéticas, tais como em transformadores de alta frequência, é mais desejável uma baixa condutividade elétrica. 29/10/2013 29 Comportamentos magnetização-temperatura para Fe e Fe3O4 A magnetização de saturação é máxima a 0 K, temperatura na qual as vibrações térmicas são mínimas. Com o aumento da temperatura, a magnetização de saturação diminui gradualmente e então cai abruptamente para zero: Temperatura de Curie, Tc A elevação da temperatura de um sólido resulta em um aumento da magnitude das vibrações térmicas dos átomos. Os momentos magnéticos atômicos são livres para girar; dessa forma, com o aumento da temperatura, o maior movimento térmico dos átomos tende a tornar aleatórias as direções de quaisquer momentos que possam estar alinhados. Em Tc, as forças mútuas de acoplamento de spins são completamente destruídas, tal que em temperaturas acima de Tc tanto os materiais ferromagnéticos quanto os ferrimagnéticos são paramagnéticos. 29/10/2013 30 A magnitude da temperatura de Curie varia de material para material: Ferro - 768 °C Cobalto - 1120 °C Níquel - 335 °C Fe3O4 - 585 °C O antiferromagnetismo também é afetado pela temperatura. Esse comportamento desaparece no que é denominado temperatura de Néel. Em temperaturas acime deste ponto, os materiais antiferromagnéticos também se tornam paramagnéticos. Qualquer material ferromagnético ou ferrimagnético que esteja em temperatura abaixo de Tc é composto por regiões de pequeno volume nas quais há um alinhamento mútuo de todos os momentos de dipolo magnéticos em uma mesma direção. Tal região é denominada domínio, e cada um está magnetizado em sua magnetização de saturação. 29/10/2013 31 Os domínios adjacentes estão separados por contornos ou paredes de domínio, através dos quais a direção da magnetização varia gradualmente. Observações: Normalmente os domínios têm dimensões microscópicas, e para uma amostra policristalina, cada grão pode consistir em mais que um único domínio. Em uma peça de material com dimensões macroscópicas existe um grande número de domínios e todos podem ter diferentes orientações de magnetização. A magnitude do campo M para o sólido como um todo é a soma vetorial das magnetizações de todos os domínios, em que a contribuição de cada domínio é ponderada de acordo com sua fração volumétrica. Para uma amostra não magnetizada, a soma vetorial apropriadamente ponderada das magnetizações de todos os domínios é igual a zero. 29/10/2013 32 A densidade do fluxo B e a intensidade do campo H não sãoproporcionais para os materiais ferromagnéticos e ferrimagnéticos. 𝐵 = 𝜇𝐻 Se inicialmente o material não estiver magnetizado, então B varia em função de H. densidade do fluxo de saturação permeabilidade inicial remanência inversão da direção do campo coercividade (ou força coercitiva) remanência negativa coercividade positiva 29/10/2013 33 Explicação: A partir da saturação (ponto a), o processo pelo qual a estrutura do domínio varia é invertido. Existe uma rotação do único domínio com o campo invertido. Em seguida, são formados domínios que apresentam momentos magnéticos alinhados com o novo campo, os quais crescem à custa dos domínios originais. Crítico para essa explicação é a resistência ao movimento das paredes de domínio que ocorre em resposta ao aumento do campo magnético na direção oposta. Isso é responsável pela defasagem de B em relação a H, ou a histerese. Invertendo a direção do campo H antes da saturação... O ciclo NP é uma curva de histerese que corresponde a um campo menor do que o de saturação. É possível inverter a direção do campo em qualquer ponto ao longo da curva e gerar outros ciclos de histerese. Para o ciclo LM, o campo H é invertido até zero. Um método para desmagnetizar um material ferromagnético/ferrimagnético consiste em ciclá-lo repetidamente em um campo H que muda de direção e diminui em magnitude. 29/10/2013 34 Materiais Magneticamente Moles vs Magneticamente Duros Materiais Magneticamente Moles: - apresentam baixo Hc; - têm baixas perdas por histerese; - alta permeabilidade magnética; - utilizados em núcleos de motores e transformadores. Materiais Magneticamente Duros: - apresentam elevado Hc; - difíceis de magnetizar e desmagnetizar; - utilizados na fabricação de ímãs permanentes. Materiais Magneticamente Moles 29/10/2013 35 Materiais Magneticamente Duros Curvas de B em função de H para materiais paramagnéticos, diamagnéticos e ferromagnéticos/ferrimagnéticos. 29/10/2013 36 O que é Anisotropia? - Exibição de diferentes valores de uma propriedade em diferentes direções cristalográficas. As curvas de histerese magnética têm diferentes formas, que dependem de diversos fatores: (1) Se a amostra for um monocristal ou um policristal; (2) Se for policristalina, se há qualquer orientação preferencial dos grãos; (3) A presença de poros ou de partículas de segunda fase; (4) Outros fatores, tais como temperatura e, se uma tensão mecânica estiver aplicada, do estado de tensão. Por exemplo: curva de B em função de H para monocristais de níquel (CFC) e de ferro (CCC), na qual o campo de magnetização é aplicado nas direções cristalográficas [100], [110] e [111]. 29/10/2013 37 Cobalto (HC) – direções [0001], 101 0 e 112 0 Direção de fácil magnetização – direção cristalográfica na qual a magnetização é mais fácil. Direção cristalográfica dura – direção para a qual a magnetização de saturação é a mais difícil. 29/10/2013 38 Usada no núcleo de transformadores, que requerem o emprego de materiais magnéticos moles. Uma liga comumente utilizada para essa aplicação é a liga ferro- silício (97% Fe – 3% Si). Os monocristais dessa liga são magneticamente anisotrópicos, assim como também o são os monocristais de ferro. Consequentemente, as perdas de energia em transformadores podem ser minimizadas se seus núcleos forem fabricados a partir de monocristais, tal que uma direção do tipo [100] fique orientada paralelamente à direção do campo magnético aplicado. 29/10/2013 39 Infelizmente, os monocristais são caros de preparar e, assim, não são economicamente viáveis. Uma alternativa melhor, usada comercialmente, consiste em fabricar os núcleos a partir de lâminas policristalinas anisotrópicas dessa liga. Uma maneira de desenvolver anisotropia em metais policristalinos é por meio de deformação plástica, por exemplo laminação. Para esse tipo de textura, durante a laminação, para a maioria dos grãos na chapa, um plano cristalográfico específico (hkl) fica alinhado paralelamente à superfície da chapa e, além disso, uma direção [uvw] naquele plano fica paralela à direção da laminação. Dessa forma, uma textura de laminação é indicada pela combinação plano-direção, (hkl)[uvw]. Para as ligas CCC, a textura da laminação é (110)[001]. http://www.youtube.com/wa tch?v=ZqdUb6iphwY
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