Magnetic Os

7/24/2019 Magnetic Os

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IMANES PERMANENTES1


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Un imn es un material capaz de producir un

campo magntico exterior. Los imanes quemanifiestan sus propiedades de formapermanente pueden ser naturales, como lamagnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a

partir de aleaciones de diferentes metales.

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HISTORIA

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Grecia Japn 1 Guerra: Mitsiurima Ka Magnetic, Kishiei Sumitomo General Motors


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Ferromagnticos:(Fe, Ni, Co). Orientan susdominios magnticos en la direccin del campomagntico externo. Aplicaciones electrotcnicas,motores, transformadores.

Paramagnticos(Pt, Al, O) No tienen ningn efectocuando son puestos cerca de un imn. Poco interstecnolgico para aplicaciones magnticas.

Diamagnticos:(bismuto, HOPG). Las molculastienden a orientarse en sentido contrario al campoexterno y por tanto son rechazados por un imn.

Pueden flotar en presencia un campo externofuerte.

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TIPOS


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HOPG (Grafito

piroltico altamenteorientado) sobre elcentro de cuatroimanes, donde elcampo es mnimo.

El globo flota pormedio de un sistemaelectrnico de control,

midiendo el campomagntico ycompensndolomediante unelectroimn.

Iman levitando entrepiezas de bismuto


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LOS IMANES CONVIERTEN LAENERGA:

Mecnica a elctrica: generadores,sensores y micrfonos

Elctrico a mecnica: motores,actuadores y altavoces

Mecnica a mecnica: Dispositivos

Materiales magnticos permanentes:

NdFeB, Neodimio o Neo tierrasraras

SmCo , Samario Cobalto

SrFe2O3, ferritas duras ocermicas

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ALNICO

La aleacin AlNiCo represent el primer paso paracrear imanes ms potentes y de mejorespropiedades metalrgicas que el hierro y lasvariantes de aceros usadas hasta entonces.

Aplicaciones: Instrumentos de medida y de altosprocesos de temperatura (dispositivos en hornos detratamiento trmico y sistemas de deteccin porcampos magnticos, pesaje analtico, frenos, ...).

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Se fabrican habitualmente por conformado conmoldes desde la aleacin fundida o por tcnicas

metalrgicas cermicas que parten de la aleacinen polvo fino y construyen la pieza porconformado a presin y sinterizado.

A pesar de tener unaalta induccin remanente,tienen valores magnticos relativamente bajosdebido a su fcil de desmagnetizacin. Sinembargo, tienen mejor respuesta a efectos

trmicos, lo que hace que pueda usarse enambientes entre 250 C y hasta 550C y enaplicaciones donde se requiere estabilidad de laspropiedades magnticas sobre un amplio rangode temperatura.

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Remanencia: Capacidad de retencion de B

Coercitividad: Antidesmagnetizacin

mxima energa magnticaalmacenada

BHmax

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FERRITAS CERMICAS

Xn(Fe2O3) donde X = Ba Sr y5.8 < n < 6.0.

Estructura cubica centrada en elcuerpo (BCC).

Presentan una buena resistencia

a la desimanacin y una altapermeabilidad magnetica, por loque se usan frecuentemente enmotores y sensores. 10


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Se fabrican usando polvo de xido de hierro, al quese le agrega bario o estroncio para mejorar el

alineamiento de la estructura cristalina.

Despus del molido, el polvo se comprime en unamatriz. Si no se aplica campo magnetico se obtendr

un imn istropo con iguales propiedadesmagnticas en todas direcciones, mientras que si seaplica un campo exterior, se obtiene un imnanistropo con propiedades magnticas

preferenciales sobre un cierto eje.

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El polvo compactado se sinteriza a 1100C1300C para obtener un material compacto yse maquina hasta su forma y tamao finales.

Alternativamente, el polvo puede mezclarsecon un aglutinante de polmeros y luegoconformase en una matriz por compresin omoldeo por inyeccin, produciendo un imnde ferrita moldeada de forma cualquiera.

Como las ferritas cermicas usan partculasmono-dominio, su magnetismo permanente sebasa en la anisotropa magnetocristalina.

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Remanencia

Coercitividad



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SAMARIO-COBALTO

Atomos de los elementos llamados tierras rarastienden a formar compuestos intermetlicos conmetales de transicin como Fe, Ni o Co, y en laprimera poca del desarrollo de los imanes de

estos materiales la teora predeca que loselementos ms livianos en particular el samario se combinara de la forma ms favorable con elcobalto para producir una alta anisotropacristalina.

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La experiencia confirm la factibilidad de varioscompuestos intermetlicos, y el primer imnprctico se construy con el compuesto SmCo5,seguido ms tarde por Sm2Co17. Los imanes desamario-cobalto se fabrican segn las mismaslneas que las ferritas. 15


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Los imanes de SmCo tienen alta coercividad yson generalmente muy caros para aplicacionesmasivas. Se suelen utilizar en instrumental delaboratorio o especiales debido a sus excelentespropiedades de directividad. Ej: Turbomaquinas

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Remanencia

CoercitividadDexter Magnetic Technologies


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Superaron a los imanes deSamario (Fe es mucho ms baratoque Co y el Neodimio es una tierra

rara liviana mucho msabundante) y son los de mayorcampo de aplicaciones en lafabricacin de motores enherramientas inalmbricas, discosduros, sellos magnticos, altavoces,imanes para hornos y generadoresde electricidad como las linternasque se cargan con el movimiento.

NEODIMIO-HIERRO-BORO


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Diversas tierras raras X se combinaron con

hierro en compuestos X2Fe17, pero todospresentaron temperaturas de operacin muybajas para propsitos prcticos.

Una mejora significativa ocurri con eldescubrimiento de que el agregado de boroformaba un compuesto ternario con fuerteanisotropa magnetocristalina uniaxial y unamayor temperatura de operacin.

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Un compuesto

Nd2Fe14B present lamejor combinacin depropiedadesmagnticas y trmicas.La estructura de lacelda unitaria consistede 68 tomos. 56 sonde Fe, que ocupansitios

cristalogrficamenteno equivalentes (16k1,16k2, 8j1, 8j2, 4e y 4c)

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Tetragonal con anisotropia magnetica


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En la produccion porsinterizado, el polvo se

moldea en una estructura compacta anistropaen un campo orientador. Este proceso produce unimn de tipo nucleacin en el que las fronteras degrano se componen de desviaciones ricas en Ndde la composicin primaria Nd2Fe14B, proveyendola fijacin de las fronteras de dominio.

Un problema de este mtodo es que los granos deNd-Fe-B son muy susceptibles a oxidarse en susuperficie, lo que limita seriamente el tamao degrano que puede obtenerse y hace muy difcilobtener en la prctica imanes tiles.

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En los imanes de Nd-Fe-B la oxidacin progresaselectivamente a lo largo de las fronteras degrano ricas en Nd, donde el compuesto msimportante es Nd2O3.

Se ha determinado que el agregado de Co alcompuesto mejora la situacin, ya que el Comigra a las fronteras de grano y reduce laproporcin de Nd pasible de oxidacin.

Por esta razon se suele agregar cobalto en excesopara mejorar el comportamiento frente a laoxidacin.

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Un proceso diferente involucra eltemplado rpido

de la aleacin fundida de Nd-Fe-B, usando unatcnica de melt-spinning para producir una cintaque luego es convertida en polvo.

Mientras que una cinta obtenida por conformacinmecnica produce partculas de polvo en forma degrandes placas, el templado rpido lleva a unamicroestructura extremadamente fina confronteras de grano que se desvan de lacomposicin primaria Nd2Fe14B, aunque en muchamenor medida que en el proceso de sinterizado.

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En la preparacin de polvo de Nd-Fe-B puedeabsorberse hidrgeno con facilidad, lo que convierte

al material en un polvo muy frgil y quebradizo.

Esto facilita la conversin del material mediante elproceso HDDR (Hidrogenacin,Desproporcionacin, Desorpcin y Recombinacin).El cual da al polvo de Nd-Fe-B una estructuraultrafina con granos de tamao cercano al mono-dominio, inherentemente istropo, pero los imanes

fabricados por compactacin en caliente o moldeoson generalmente anistropos debido a lascondiciones de procesamiento y el agregado deaditivos que inducen un mayor grado de textura enla aleacin.

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Remanencia

CoercitividadDexter Magnetic Technologies


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En comparacin ...



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METALES-VIDRIOSLos vidrios metlicos estn cada vez mspresentes en el mercado sin dejar de entusiasmary desafiar a los investigadores en ciencia demateriales para lograr nuevas aleaciones,aplicaciones y productos.

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INTRODUCCIONEl trmino vidrio metlico hacereferencia a un materialmetlico con una estructurainterna sin un orden atmico,como la de un vidrio. Es decir,mientras un material metlicotradicional posee unaestructura ordenada de tomos

llamada estructura cristalina,los vidrios metlicos poseen eldesorden atmico tpico de loslquidos. 29


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HISTORIALos primeros vidrios metlicos se produjeronhacia 1960 cuando el grupo de Duwez (Klementet al 1960) del California Institute of Technology(CALTech), se encontraban investigando sobre la

retencin de fase en aleaciones del tipo Cu-Ag,Ag-Ge y Au-Si. El mtodo de fabricacin consistaen expulsar la aleacin fundida sobre unasuperficie fra dando lugar a una fina capa de

metal rpidamente solidificada. Enfriandorpidamente una aleacin de Au80Si20obtuvieron el inesperado resultado de un slidocon estructura atmica desordenada. 30


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DIAGRAMA TTT

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FACTORESPARA


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FACTORES PARAAMORFIZAR UNA

ALEACIN METLICA Una velocidad deenfriamiento

suficientemente rpida paracongelar la estructuradesordenada que posee elmaterial fundido

Elementos inhibidores de lacristalizacin en lacomposicin qumica de laaleacin

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MAS HISTORIASiete aos despus, el mismo grupo de laCALTech desarroll una aleacin amorfade mucha importancia tecnolgica de

composicin qumica Fe80P13C7 (Duwez yLin 1967) y por primera vez se realizabauna aleacin amorfa econmica. A la vezera la primera aleacin amorfa

ferromagntica.

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MTODOS DE PRODUCCINPlanar flow casting y melt spinning entre los msimportantes, y consisten en el enfriamiento sobreuna rueda fabricada de un material de altaconductividad trmica y que gira a una velocidad

tangencial de unos 40 m/seg de un chorro de laaleacin fundida. De esta manera se obtienencintas o chapas de material amorfo directamentedesde el estado lquido con un espesor de entre 20

a 60 m, y de ancho de hasta 25 cm. Es de notarque este mtodo de fabricacin evita todo elproceso de deformacin plstica con los grandestrenes laminadores y tratamientos trmicosintermedios.

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MELT SPINNING

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APLICACIONES

Cristal a base de platino metlico paradispositivos mdicos y raquetas de tenisprofesionales

Cristal metlico para construir un motoren miniaturaEstados Unidos est estudiando comoalternativas no txicas de uranioempobrecido en las puntas de proyectilesperforantes de blindaje

Partes de telfonos mviles 37


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MUCHAS GRACIAS... 38

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