Imãs Permanentes Relatorio

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ENGENHARIA ELETRÔNICA E TELECOMUNICAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ímãs Permanentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais 
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 ÍNDICE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................3 
2 Constituição dos Ímãs Permanentes.................................................................4 
Caracterização gerais de ímãs permanentes.......................................................4 
Caracterização magnética de um ímã permanente .............................................5 
Propriedades magnéticas......................................................................................7 
Processo de produção...........................................................................................9 
3 APLICAÇÕES.....................................................................................................13 
4 CONCLUSÃO .....................................................................................................14 
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................15 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
No decorrer deste trabalho faremos uma abordagem sobre as principais 
características, propriedades, constituições, aplicações e utilizações a respeito de 
Ímãs Permanentes. A princípio destacaremos uma definição para o que eles são. 
 
Um imã é qualquer objeto que exibe um campo magnético externo. Entretanto, isto 
não faz necessariamente um ímã permanente, como inclui também eletromagnéticos 
feitos de correntes e que carregam fios. 
 
Um imã permanente é um material que quando inserido dentro de um campo 
magnético forte não irá apenas começar a exibir um campo magnético de si próprio, 
mas também continua a exibir um campo magnético, uma vez removido de seu 
campo magnético original, por um longo período de tempo em condições normais de 
trabalho. Este campo poderia permitir o imã exercer força (capacidade de atrair ou 
repelir) em outros materiais magnéticos. O campo magnético exibido pode então 
estar contínuo sem enfraquecer o material fornecido nem estar sujeito a uma 
mudança de ambiente (temperatura, campo desmagnetizado, etc.). A capacidade 
para continuar exibindo um campo enquanto resisti a ambientes diferentes ajuda a 
definir as capacidades e as aplicações em que um imã pode estar bem utilizado. 
 
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2 Constituição dos Ímãs Permanentes 
Os ímãs permanentes se constituem, em termos gerais, dos imãs permanentes de 
terra não raros (não-raros) e ímãs permanentes de terra raros (terras-raras). Os 
ímãs de terra não-raros incluem os Aluminum-Nickel-Cobalt de Alnico imãs e os 
Cerâmicos Strontium e Ferrita de Barium imãs. Já os ímãs do tipo “terras-raras” 
incluem o Sm-Cia (Samarium-Cobalto) imãs e o Nd-Fé-B (Neodymium-Iron-Boron) 
ímãs. 
 
Embora os ímãs de terra não-raros sejam usados na maioria das aplicações devido 
a seu baixo custo econômico, os ímãs terras-raras também são utilizados por 
apresentarem características distintas, tal como, grande índice de desempenho para 
ímãs permanentes em relação ao Valor Máximo (Produto Máximo de Energia). Este 
parâmetro geralmente é usado para descrever como "forte" o material do imã 
permanente. O Produto máximo de Energia, (BH) Max, é representado pela ponta na 
curva de Histerese em que o produto da força magnética H e a indução magnética B 
alcançam um valor máximo. 
 
Os ímãs permanentes, de um modo geral, sofrem um processo de magnetização 
externa o que acarretará num armazenamento de campo pelo ímã; ou seja, uma 
identidade magnética do material. As funções e aplicações de ímãs permanentes 
estão mais diretamente envolvidas na conversão de energia elétrica em mecânica ou 
vice-versa. O segmento de alto-falantes é o mais significativo, representando mais 
de um quarto do mercado de ímãs permanentes. 
Caracterização gerais de ímãs permanentes 
Os ímãs permanentes são caracterizados através das seguintes classes: 
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a) Martensíticos ou temperados: criação de campos de tensão pela 
transformação martensítica. Exemplos: aços ligados, etc. 
b) Ligas endurecidas por precipitação: formação de precipitados finos. 
Exemplos: Alnicos, Comalloy, Renalloy, etc. 
c) Ligas endurecidas por deformação: tensões, texturas e transformação de 
fase introduzidas por deformações a frio. Exemplos: Vicalloy II, aços com alto Mn, 
etc. 
d) Ligas endurecidas por formação de super-reticulado: endurecimento 
magnético por reação ordem-desordem. Exemplo: Vicalloy, Pt-Co, etc 
e) Cerâmicos sinterizados: ferrimagnetismo, alta anisotropia magneto 
cristalina. Exemplo: Ferrites. 
f) Cerâmicos aglomerados: ferrimagnetismo, alta anisotropia magneto 
cristalina. Exemplo: Ferrite de bário. 
g) Ligas metálicas sinterizadas: precipitação e ligas de alta anisotropia 
magneto cristalina. Exemplo: Alnicos, Sm-Co, etc. 
h) Ligas metálicas aglomeradas: precipitação e ligas de alta anisotropia 
magneto cristalina. Exemplo: Alnicos, Sm-Co, etc 
Caracterização magnética de um ímã permanente 
Os ímãs possuem pólos livres, o circuito magnético é aberto. O fato de o circuito 
magnético ser aberto acaba fazendo com que o campo magnético sofra uma 
redução do valor original. 
 
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Os valores de remanência e coercividade determinam a “dureza magnética” de um 
material. No caso de dos ímãs permanentes é importante que se tenha um valor alto 
de coercividade justamente para que o campo magnetizante se mantenha o mais 
próximo possível do valor original. 
 
O produto BH, produto energético, do material relaciona o campo H do entreferro, 
espaço aberto do circuito magnético, com o volume tanto do material como do 
entreferro. A equação é obtida a partir da lei circuital de Ampére. Sendo: 
 
Onde: 
Bm = intensidade de campo do material; 
Hm = campo magnético do material(ímã); 
He = campo magnético do entreferro; 
 
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Ve = volume do entreferro; 
Vm = volume do material; 
 
 
A curva de desmagnetização, apresenta pela figura no segundo quadrante, 
demonstra que o ponto de operação de um ímã muitas vezes não coincidi com o 
ponto de máxima energia, [BH]max. O ponto de operação é dado pelo encontro da 
reta com a curva, a inclinação da reta depende da relação comprimento/diâmetro do 
ímã. 
Propriedades magnéticas 
A tabela abaixo qualifica os vários materiais usados como ímãs, definindo os valores 
de remanência, coercividade e máximo produto energético. Ela apresenta uma 
ordem cronológica da descoberta dos compostos. 
 
 
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Na continuação da tabela é importante notar o aumento considerável do valor de 
coercividade ao longo do tempo. 
 
Com isso, há um melhoramento da qualidade dos ímãs permanentes. 
 
 
 
 
 
 
 
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Processo de produção 
Os ímãs permanentes apresentam processo de manufatura diferenciados para cada 
tipo de material. O principais materiais usados para fabricação dos ímãs são:10
a. Anilcos: Os Anilcos são compostos por vários tipo de ligas, destacando 
três metais ferromagnéticos: ferro, cobalto e níquel. O Anilcos são divididos em 
fundidos e sinterizados, se comparado com outros materiais mais usados 
atualmente, pode-se perceber com facilidade a inferioridade nas propriedades 
magnéticas. Mesmo assim, por muito tempo os Anilcos dominaram o mercado de 
ímãs. O processo de fabricação de Anilcos é divido em três partes. Em primeiro 
lugar, as ligas são aquecidas até 1250°C, depois resfriadas até 500°C e finalmente 
são mantidas na temperatura de 600°C por algumas horas. A magnetização do 
material sob um forte campo magnético geralmente ocorre na segunda etapa do 
processo de produção. 
b. Ferrites de bário: O ferrite de bário é obtido a partir de uma mistura de pós 
de óxido de ferro e carbonato de bário e misturada e calcinada de modo a se 
produzir o hexaferrato de bário(BaO.6Fe2O3). É extremamente importante que se 
obtenha partículas finas para uma melhor densificação e aumento do valor de 
coercividade, propriedade magnética inversamente proporcional ao tamanho de 
grão. O processamento usual envolve duas etapas: a calcinação e a sinterização 
acompanhada da densificação. 
 
 PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FERRITES 
 
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c. Terras-Raras: Os ímãs são muito semelhantes ao ferrites no modelo de 
obtenção, os ímãs de Sm-Co desenvolveram-se após a década de 60. Tantos os 
ímãs de ferrite como os de terras-raras apresentam elevada anisotrópia magnética. 
Veja abaixo o detalhamento do processo de fabricação: 
 
 PROCESSO DE OBTENÇÃO DE TERRAS-RARAS 
 
d. Ímãs Aglomerados: Os aglomerados são compostos de material 
polimérico, determinando as propriedade mecânicas, e partículas magnéticas, que 
determinam as características magnéticas. O diferencial dos ímãs aglomerados em 
relação aos sinterizados está na maleabilidade mecânica. O que faz com que os 
aglomerados tenham vantagens econômicas e técnicas sobre os sinterizados, que 
devido ao seu processo de fabricação tornam complexo a possibilidade de produção 
de ímãs flexíveis e de formas variadas. 
 
 
 
 
 
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Veja abaixo o detalhamento do processo de fabricação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PROCESSO DE OBTENÇÃO DE AGLOMERADOS 
 
 
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3 APLICAÇÕES 
Entre as diversas aplicações de Imãs Permanentes são destacados os seguintes 
grupos maiores: transdutores acústicos, motores e geradores, dispositivos magneto-
mecânicos, e campo magnético e sistemas de formação de imagens. Encontram-se 
imãs permanentes em muitos produtos, tal como televisões, telefones, 
computadores, sistemas áudios e automóveis. 
 
Na seleção de tais ligas são levados em conta fatores como: temperatura de 
operação, efeitos de desmagnetização, intensidade do campo de indução, 
características ambientais, espaço disponível para os vários movimentos possíveis 
etc. 
 
Todos esses fatores devem ser observados antes de se selecionar um ímã a ser 
utilizado para operar, por exemplo, um reed switch (interruptor magnético de 
lâminas) ou um sensor de lâminas numa aplicação específica. 
 
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4 CONCLUSÃO 
Após a realização do trabalho chegamos às seguintes considerações em relação 
aos ímãs permanentes: 
 
- Os ímãs permanentes não devem ser expostos a fortes radiações durante 
grandes períodos de tempo. Algumas propriedades magnéticas poderão sofrer 
alterações. 
 
 - Ter sempre em conta a máxima temperatura a que o ímã será exposto. 
Basicamente, ao aumentarmos a temperatura, diminuem as propriedades 
magnéticas. 
 
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5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] LANDGRAF, F.;RODRIGUES,D.; Materiais magnéticos - Seleção e controle de 
qualidade, Capítulo 7 
[2] Metaltag Ltda, Fabricante de ímãs permanentes, http://www.metalmag.com.br/ 
produtos.htm 
[3] Magneto Ltd, fabricante de ímãs permanentes, 
http://www.magnetosgerais.com.br/index2.htm 
 
 
	Caracterização gerais de ímãs permanentes
	Caracterização magnética de um ímã permanente
	Propriedades magnéticas
	Processo de produção