Materiais Ferromagnéticos e Ferroelétricos

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Universidade Federal do Maranhão – UFMA

Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – CCET

Departamento de Engenharia Elétrica

Tecnologia de Materiais Elétricos

 Professor: Francisco Sávio Mendes Sinfronio

Kleber Oliveira Rocha Neto – 2018007346

Materiais Ferromagnéticos e Ferroelétricos

São Luís - MA

2020

Kleber Oliveira Rocha Neto – 2018007346

Materiais Ferromagnéticos e Ferroelétricos

Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de nota na disciplina Tecnologia de Materiais Elétricos, no curso de Engenharia Elétrica, na Universidade Federal do Maranhão.

Prof.: Francisco Sávio Mendes Sinfronio

São Luís - MA

2020

SUMÁRIO

1. Introdução..................................................................................................................1
2. Materiais Ferromagnéticos.......................................................................................1

1. Materiais Ferroelétricos............................................................................................3

1. Conclusão...................................................................................................................5

1. Referências.................................................................................................................6

1. Introdução

        No trabalho em questão da disciplina de Tecnologia de Materiais Elétricos são explanados alguns conceitos, características referentes aos materiais ferromagnéticos, que compreendem um pequeno grupo de substâncias encontradas na natureza e ao serem colocadas na presença de um campo magnético se imantam fortemente, e referentes aos materiais ferroelétricos, que são materiais com algumas semelhanças em relação aos materiais ferromagnéticos, como a possibilidade de manter um campo elétrico permanente.

1. Materiais Ferromagnéticos

O Ferromagnetismo se refere ao fenômeno pelo qual metais ferromagnéticos, como ferro, níquel, cobalto e certas ligas tornam-se magnetizados em um campo magnético e retêm seu magnetismo quando o campo é removido. Ademais, certas substâncias podem se tornar ímãs permanentes quando submetidas a um campo magnético.

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É a propriedade de um material em que partículas chamadas de momentos magnéticos se organizam paralelamente umas às outras quando existe um campo magnético.

Historicamente, o termo ferromagnético foi empregado para qualquer material que apresentasse magnetização espontânea, ou seja, um momento magnético na ausência de um campo magnético externo. Esta definição geral é ainda muito utilizada. Em particular, um material é dito ferromagnético somente se todos os seus íons magnéticos adicionarem uma contribuição positiva para a magnetização líquida. Consequentemente, se alguns dos íons magnéticos subtrair a magnetização líquida, isto é, se forem parcialmente antialinhados, então o material é ferrimagnético. Se os momentos dos íons alinhados e antialinhados forem iguais, de modo a ter magnetização líquida zero, apesar do ordenamento magnético, então o material é um antiferromagneto. Tais efeitos de alinhamento só ocorrem em temperaturas abaixo de uma determinada temperatura crítica, denominada temperatura Curie (para ferromagnetos e ferrimagnetos) ou a temperatura Néel (para antiferromagneto).

Os principais materiais ferromagnéticos existentes são o ferro, o níquel, o cobalto e as ligas que são formadas por esses elementos químicos. Estes materiais possuem a propriedade de serem facilmente imantados, sendo aproveitados na obtenção de campos magnéticos de valores elevados como, por exemplo, no interior das bobinas é muito comum colocar um ferro com o objetivo de aumentar a intensidade do campo magnético. Após a imantação desse pedaço de ferro, o campo magnético resultante é mais intenso que o campo criado pela corrente elétrica que passa pela bobina. Com isso, o conjunto bobina + ferro passa a se constituir um eletroímã muito forte e que é largamente aplicado como, por exemplo, nos guindastes que transportam cargas muito pesadas e nos aparelhos de telefone.

Os materiais ferromagnéticos, como o ferro, contêm elétrons desemparelhados, cada um com um pequeno campo magnético próprio, que se alinham prontamente entre si em resposta a um campo magnético externo. Esse alinhamento tende a persistir mesmo após a remoção do campo magnético, ou seja, quando um campo é aplicado e, em seguida, removido, a magnetização não retorna ao seu valor original, esse fenômeno é conhecido como histerese, este é o efeito que fornece o elemento de memória em uma unidade de disco rígido. O fenômeno da histerese nos materiais ferromagnéticos ocorre em consequência de dois efeitos: a rotação do vetor magnetização e as mudanças no tamanho ou número de domínios magnéticos. Em geral, a magnetização varia através de um ímã, em direção, mas não magnitude.

Vale ressaltar um fato curioso: Existem ligas formadas quase que exclusivamente por materiais ferromagnéticos que não apresentam características magnéticas ao passo que existem ligas de metal compostas por materiais não ferromagnéticos, mas que apresentam propriedades ferromagnéticas. Tais ligas recebem o nome de Ligas de Heusler, em homenagem a Fritz Heusler. Outra característica interessante sobre os materiais ferromagnéticos é que quando aquecidos a uma determinada temperatura, denominada de chamada ponto Curie, que é diferente para cada substância, os materiais ferromagnéticos perdem suas propriedades características e deixam de ser magnéticos, isso ocorre porque a energia térmica torna-se suficiente para superar as forças de alinhamento internas do material. No entanto, eles se tornam ferromagnéticos novamente no resfriamento. A seguir, temos uma tabela com alguns materiais ferromagnéticos e suas respectivas temperaturas de Curie.