O que é um ferromagnet?

Materiais ferromagnéticos geralmente são baseados no elemento ferro e representam um dos três tipos de magnetismo encontrados na natureza, distintos do diamagnetismo e paramagnetismo. As principais características dos ferromagnets são que eles exibem um campo magnético natural na ausência disso primeiro sendo imposto à substância por uma fonte de campo magnético externo, e o campo é, para todos os efeitos, permanentes. Os materiais diamagnéticos, por outro lado, exibem um campo magnético fraco e induzido que é diretamente oposto ao presente no ferro. Os materiais paramagnéticos incluem metais de alumínio e platina, que podem ser induzidos a também ter um leve campo magnético, mas rapidamente perdem o efeito quando o campo indutor é removido. Outras terras raras também podem exibir ferromagnetismo, como gadolínio e disprósio. Metais que atuam como ligas ferromagnéticasInclua cobalto ligado a samariam ou neodímio.

O campo magnético em um ferromagnet é centrado em regiões atômicas onde rotações de elétrons são alinhadas em paralelo entre si, conhecidas como domínios. Esses domínios são fortemente magnéticos, mas espalhados aleatoriamente em toda a maior parte de um material, o que lhe confere um magnetismo natural fraco ou neutro geral. Ao tomar campos tão naturalmente magnéticos e expor -os a uma fonte magnética externa, os próprios domínios se alinharão e o material reterá um campo magnético uniforme, forte e duradouro. Esse aumento no magnetismo geral de uma substância é conhecido como permeabilidade relativa. A capacidade do ferro e das terras raras de manter esse alinhamento de domínios e magnetismo geral é conhecido como histerese.

Enquanto um ferromagnet mantém seu campo quando o campo magnético indutor é removido, ele é retido apenas em uma fração do origemforça inal ao longo do tempo. Isso é conhecido como Remanência. A remanência é importante no cálculo da força dos ímãs permanentes com base no ferromagnetismo, onde são usados ​​em dispositivos industriais e de consumo.

Outra limitação de todos os dispositivos FerromagNet é que a propriedade do magnetismo é completamente perdida em uma certa faixa de temperatura conhecida como temperatura Curie. Quando a temperatura Curie é excedida para um ferromagnet, suas propriedades mudam para a de um paramagnet. A Lei Curie da Susceptibilidade Paramagnética usa a função Langevin para calcular a mudança nas propriedades ferromagnéticas para paramagnéticas em composições de materiais conhecidos. A mudança de um estado para outro segue uma curva previsível, ascendente e em forma de parabólica à medida que a temperatura aumenta. Essa tendência para o ferromagnetismo enfraquecer e eventualmente desaparecer à medida que a temperatura aumenta é conhecida como agitação térmica.

O zumbido elétrico ouvido em um transformador sem partes móveis é devido à sua utilização de um ferRomagnet, e é conhecido como magnetoestrição. Esta é uma resposta do ferromagnet ao campo magnético induzido criado pela corrente elétrica alimentada ao transformador. Este campo magnético induzido faz com que o campo magnético natural da substância mude levemente a direção para se alinhar com o campo aplicado. É uma resposta mecânica no transformador à corrente alternada (AC), que alterna geralmente em 60 ciclos de hertz, ou 60 vezes por segundo.

Pesquisa avançada usando propriedades FerromagNet possui várias aplicações em potencial interessantes. Na astronomia, um líquido ferromagnético está sendo projetado como uma forma de espelho líquido que pode ser mais suave que os espelhos de vidro e criado por uma fração do custo para telescópios e sondas espaciais. A forma do espelho também pode ser alterada por ciclos de actuadores de campo magnético em um KiloHertz Cycles.

O ferromagnetismo também foi descoberto em conjunto com a supercondutividade em pesquisas em andamento realizadas em 2011. Um composto de níquel e bismuto, bI _{3 ni, projetado na escala de nanômetros, ou um bilhão de um metro, exibe propriedades diferentes das do mesmo composto em amostras maiores. As propriedades do material nessa escala são únicas, pois o ferromagnetismo geralmente cancela a supercondutividade, e seus usos potenciais ainda estão sendo explorados.}

Pesquisa alemã sobre semicondutores construídos sobre um ferromagnet envolvem o arsênico de gálio composto, Gamnas. Sabe -se que este composto tem a temperatura mais alta de qualquer semicondutor de ferromagnet, de 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius). Tais compostos estão sendo pesquisados ​​como um meio de ajustar dinamicamente a condutividade elétrica dos supercondutores.