Propriedades Eletricas e Magnéticas de Materiais Cerâmicos

Nome: Mariane Rezende Dias

Propriedades elétricas e magnéticas de materiais cerâmicos

        Os materiais cerâmicos possuem características de condutividade elétrica muito variáveis, dependendo diretamente da natureza da ligação atômica do material e da sua estrutura. Alguns cerâmicos não permitem a passagem de corrente elétrica, mesmo quando submetidos a campo elétrico extremamente forte, sendo excelentes isolantes. Já os semicondutores permitem a passagem somente em condições adequadas, enquanto os condutores elétricos permitem facilmente a passagem de corrente elétrica. Ainda existem os que não conduzem eletricidade, mas se submetido a uma carga de polarização interna, permite o armazenamento de carga, como os capacitores.

        Para que a carga elétrica seja conduzida de um ponto a outro de um material, é necessário que ela seja móvel e que seja aplicado um campo elétrico. Esse transporte pode ocorrer de algumas formas diferentes. A primeira forma é pela condução iônica, que é quando há um conjunto de íons vagando em um campo elétrico, com os íons positivos migrando para o eletrodo negativo, ou vice-versa. Essa condutibilidade depende do numero de transportadores de carga por unidade de volume, da carga transportada por cada transportador e da mobilidade iônica. Como há uma interferência nos movimentos dos íons nos sólidos cristalinos ou em vidros viscosos, a mobilidade e condutividade dos íons são prejudicadas, sendo baixas nessas substancias.  A mobilidade de um ion é diretamente relacionada com as suas características de difusão, sendo favorecida pelo aumento de temperatura, presença de defeitos e tamanho dos ions.

        Outra forma é a condução de elétrons, que é comum em semicondutores, e é o movimento de elétrons no interior do material. Esse movimento é favorecido pela posição da carga e presença de diferença de potencial, assim com o aumento de temperatura, mais cargas são liberadas para mover-se. O movimento de elétrons depende da maneira com que esse pode atingir um nível de energia mais alto. Em compostos cerâmicos estequiométricos, a banda de valência está preenchida, sendo necessário maior quantidade de energia para que o elétron se mova.

        O comportamento magnético de um material depende da configuração do seus spins. Se o material apresenta spins opostos em mesmo numero, não apresentará momento magnético, assim aceitará qualquer alinhamento no campo magnético e terá comportamento diamagnético. Isso é o que ocorre com a maioria dos materiais cerâmicos, mas, dependendo da sua composição, esses podem apresentar comportamento magnético.

        Alguns materiais apresentam vários magnétons de Bohr por átomo e seus raios iônicos ou atômicos são consideravelmente pequenos, permitindo um alinhamento espontâneo dos momentos magnéticos dos átomos adjacentes e produzindo um comportamento ferromagnético. Esse comportamento ocorre devido a um realinhamento de momentos durante o processo de magnetização, produzindo uma mudança na magnetização total. Após o realinhamento, se houver qualquer acréscimo no campo aumentara a polarização normal paramagnética, fazendo com que, ao se retirar completamente o campo, exista uma magnetização remanescente, visto que nem todos os átomos voltaram a sua posição inicial. Assim é necessário aplicar uma força oposta para retirar a magnetização pura e cada magneto atômico influenciará e será influenciado por seus vizinhos, ocorrendo uma interação mutua de grande numero de átomos, causando uma magnetização espontânea.