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• Andre Chacon

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MATERIALES DE FABRICACIÓN II

1. Introducción Al aplicar un campo magnético sobre un material, éste se perturba. Se dice que el material se imana. Si no existen interacciones magnéticas entre los momentos atómicos individuales, en ausencia de campo aplicado dichos momentos se encontrarán desordenados a temperaturas distintas de 0 K, es decir el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual. Para desimantarlo será precisa la aplicación de un campo contrario al inicial. Este fenómeno se llama HISTERESIS magnética, que quiere decir, inercia o retardo. El momento magnético total, promedio de los momentos individuales, será siempre nulo. Sin embargo, debido a la presencia de interacciones entre los momentos individuales (interacción de canje), algunos materiales presentan orden magnético a largo alcance por debajo de una cierta temperatura crítica. Si la naturaleza de la interacción es tal que los momentos individuales ordenados se suman unos a otros para dar lugar a un momento macroscópico no nulo, incluso en ausencia de campo magnético aplicado, se dice que el material es ferromagnético. A la densidad de momento magnético en ausencia de campo aplicado se le llama imanación espontánea y a la temperatura por encima de la cual la agitación térmica destruye el ordenamiento magnético se conoce como temperatura de Curie. La saturación magnética es un efecto que se observa en algunos materiales magnéticos, y se caracteriza como el estado alcanzado cuando cualquier incremento posterior en un campo de magnetización externo H no provoca un aumento en la magnetización del material. Porque el campo magnético total B tiende a estabilizarse. Es una característica particular de los materiales ferromagnéticos tales como el hierro, Otra forma de caracterizar un material ferromagnético es, partiendo de un estado desimanado, realizar ciclos de histéresis con amplitudes crecientes. La representación del valor máximo de imanación frente al campo máximo de cada ciclo constituye la llamada curva de conmutación. Bajo ciertas circunstancias, especialmente a bajas frecuencias, suele coincidir con la curva de primera imanación. UCSM

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Los elementos ferromagnéticos más comunes son el hierro, el cobalto, el níquel y sus aleaciones. La imanación de saturación de estos materiales toma generalmente valores alrededor de 1 T; el valor más alto de imanación de saturación a temperatura ambiente lo tiene una aleación de FeCo y es de 2.5 T aproximadamente. Sin embargo, se encuentran valores de campo coercitivo a lo largo de ocho órdenes de magnitud (desde 10-7 hasta 5 T a temperatura ambiente en unidades µoH). Esta propiedad no sólo depende de la composición del material sino también de su estructura, los tratamientos a los que ha sido sometido el espécimen, etc. Generalmente, el valor del campo coercitivo condiciona el rango de aplicaciones tecnológicas del material. De esta forma se establece la siguiente clasificación de los materiales ferromagnéticos. Materiales magnéticos blandos (bajo campo coercitivo, 10-4 - 10-7 T) - Aplicaciones como multiplicadores de flujo (núcleos de máquinas eléctricas y transformadores: FeSi, amorfos ferromagnéticos) - Aplicaciones como transductores de otras propiedades (núcleos de sensores y actuadores : FeNi) Materiales magnéticos duros (alto campo coercitivo, 10-1 -10 T) - Aplicaciones en almacenamiento de energía (imanes permanentes: NdFeB, SmCo, imanes AlNiCo) - Aplicaciones en almacenamiento de información) (medios de grabación magnética: CoCrPt, óxidos).

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2. Parte experimental -Se colocó la sal de Rochelle en un crisol y se calentó hasta llegar a un estado pastoso

Exposición de la sal Rochelle al calor

-Regularon

el voltaje (20v) y la frecuencia (60 Hz) en el generador de funciones

Generador de funciones

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-Se conectó los cables en el osciloscopio, generador de funciones y con las pinzas tipo cocodrilo sujetaron los chinches

Sujeción de chinches con cables cocodrilo

-Se observó en la pantalla del osciloscopio el ciclo de histéresis formado Observación del ciclo de histéresis

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3. Resultados y discusión

El Osciloscopio muestra en su pantalla dos líneas curvas delgadas y muy juntas, con una mayor atención se puede distinguir el ciclo de histéresis. Como la histéresis disipa energía, los materiales que se utilizan en estas aplicaciones deben tener un ciclo de histéresis tan estrecho como sea posible.

4. Conclusiones

*Decimos que los materiales ferromagnéticos se usan para aumentar el flujo magnético de un circuito de corriente y como imanes permanentes *Cada material tiene su propio lazo de histéresis característico. Hay veces en que interesa acentuar la histéresis, como ocurre en los núcleos de las memorias magnéticas *Cuando se aplica un campo magnético, el material magnético se magnetiza todo lo que la energía suministrada por el campo le permita. *Si el campo se retira súbitamente, el material queda con una magnetización un poco menor. *Si se aplica un campo opuesto, no se anula la magnetización, sino que el material se magnetiza con la misma intensidad, pero en sentido opuesto. *De la curva de histéresis, se pueden determinar algunas de las principales propiedades magnéticas de un material como : Retentividad, Magnetismo Residual o Flujo Residual,Fuerza Coercitiva, Permeabilidad,Reluctancia.

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5. Bibliografía

[1] Ch. Kittel, Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons. Inc (1986). [2] F. Nuñez, Laboratorio de electricidad y magnetismo, Ed.Urmo (1972). [3] S. Chikazumi, Physics of Ferromagnetism, Clarendom Press, Oxforf (1997). [4] A. Hernando y J.M. Rojo, Física de los Materiales Magnéticos, S´ıntesis (2001). [6] A.E. Berwowitz y E. Kneller (ed), Magnetism and Metallurgy, Academmic Press (1969). [7] Introduction to Solid State Physics,Ch. Kittel, John Wiley & Sons. Inc (1986). [8] Laboratorio de electricidad y magnetismo, F. Nuñez Ed.Urmo (1972). [9] Physics of Magnetism, S. Chikazumi y S. H. Charap, John Wiley & Sons. Inc (1964). [10]http://www.etitudela.com/Electrotecnia/principiosdelaelectricidad/tema1.3/contenidos/ 01d56994aa1070f1e.html(25-11-17)

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