um campo atrativo ou repulsivo. Os objectos que são atraídos por um íman são chamados materiais magnéticos.
Mais uma vez, nem todos os materiais são naturalmente magnéticos. Há certos tipos de materiais que requerem modificações especiais. Ao mesmo tempo, existem alguns materiais que não são magnéticos.
Eis alguns materiais magnéticos comuns:
Tipos de Magnetismo
1. Paramagnetismo
O paramagnetismo é uma forma de magnetismo que é fracamente atraído por um campo magnético criado externamente. Este tipo de magnetismo só pode ser exibido por materiais paramagnéticos. Materiais paramagnéticos são constituídos por dipolos atómicos permanentes que correm paralelamente na mesma direção que o campo externo.
Quando o campo magnético externo é removido, os materiais paramagnéticos perdem as suas propriedades magnéticas. No entanto, os electrões não emparelhados continuarão a existir. Devido à sua baixa suscetibilidade positiva, os materiais paramagnéticos são atraídos por outros ímanes, mas não podem atrair outros materiais paramagnéticos.
Outra caraterística do paramagnetismo é o facto de ser sensível à temperatura. Um aumento da temperatura diminui os momentos magnéticos dos seus átomos.
Só é possível saber se um material magnético é paramagnético ou não observando a sua configuração eletrónica. Um material paramagnético tem electrões não emparelhados (um número ímpar de electrões). Alguns exemplos de materiais que exibem paramagnetismo incluem o titânio, o oxigénio, o alumínio, etc.
2. Ferromagnetismo
Ferromagnetismo é uma forma de magnetismo em que o material magnético atrai ou é fortemente atraído por outros materiais magnéticos. Um material ferromagnético é magnetizado quando exposto a um campo magnético externo. Em campos magnéticos mais fortes, os materiais ferromagnéticos podem ser magnetizados até ao limite de saturação.
A remoção de um campo magnético externo não lhes retira as propriedades ferromagnéticas. Os materiais ferromagnéticos são também sensíveis a temperaturas superiores ao seu ponto de curie. Após este ponto, perdem o seu magnetismo. No entanto, ao arrefecerem, recuperam as suas propriedades magnéticas.
O número de iões de átomos num material ferromagnético cria mesmo um campo magnético a partir do interior do material. Por conseguinte, os materiais ferromagnéticos têm momentos magnéticos duradouros. Alguns exemplos de materiais ferromagnéticos incluem: cobalto, níquel, ferro e algumas das suas ligas.
3. Antiferromagnetismo
Antiferromagnetismo é uma forma de magnetismo em que os átomos de um material estão dispostos uniformemente, mas movendo-se na direção oposta à dos átomos adjacentes. Os materiais antiferromagnéticos têm qualidades únicas que podem ser utilizadas em aplicações como o armazenamento de dados, sensores e spintrónica.
Quando materiais antiferromagnéticos são expostos a temperaturas abaixo do ponto Neel, eles perdem suas propriedades antiferromagnéticas. Tornam-se materiais paramagnéticos.
Alguns exemplos de materiais antiferromagnéticos incluem: óxido de ferro, óxido de manganês, crómio, óxido de cobre (II) e óxido de níquel (II).
4. Ferrimagnetismo
Existem materiais magnéticos com:
- Pode atrair outros ímanes
- Os campos magnéticos externos também podem atrair estes materiais
Idealmente, estes são materiais magnéticos únicos que apresentam propriedades ferromagnéticas e antiferromagnéticas. Além disso, quando expostos a temperaturas extremamente elevadas (acima da temperatura de curie), perdem as propriedades magnéticas externas.
Ao arrefecerem, recuperam o seu ferrimagnetismo, tornando-os permanentemente magnéticos.
Geralmente, o ferrimagnetismo ocorre principalmente em ferrites (um tipo de óxido magnético). Alguns exemplos de materiais ferrimagnéticos são a granada de ítrio e ferro, a trevorite, a magnesioferrite e a magnetite.
5. Diamagnetismo
O diamagnetismo é uma ocorrência em que alguns materiais, quando expostos a um campo magnético externo, tendem a afastar-se do campo. Naturalmente, todos os materiais são diamagnéticos. No entanto, alguns materiais têm propriedades magnéticas mais fortes do que a sua natureza diamagnética.
Os materiais diamagnéticos não exibem quaisquer propriedades magnéticas naturalmente, apenas contrariam um campo magnético externo repelindo-o.
Exemplos práticos de materiais magnéticos
6. Ferro
O ferro é um metal dúctil e maleável, de cor cinzenta e capaz de conduzir calor e eletricidade. O ferro e as suas ligas formam ímanes fortes e são também atraídos por outros ímanes.
Os materiais ferromagnéticos, como o ferro, são utilizados em várias aplicações, incluindo: transformadores, motores eléctricos, armazenamento magnético, geradores, etc.
7. Níquel
O níquel é um metal dúctil e maleável com elevada resistência à corrosão. É utilizado no fabrico de moedas e turbinas a gás.
O níquel obtém as suas propriedades magnéticas a partir dos electrões livres na sua camada mais externa. O níquel pertence aos materiais ferromagnéticos porque pode atrair e ser atraído por materiais magnéticos.
8. Érbio
O érbio é um material maleável que é utilizado principalmente no fabrico de barras de controlo para reactores nucleares.
As propriedades magnéticas do érbio mudam consoante a temperatura. A temperaturas superiores a 85 K, o érbio é paramagnético. A temperaturas entre 20 e 85 K, o érbio é antiferromagnético. Torna-se ferromagnético a temperaturas inferiores a 20 K.
9. Germânio
O germânio é um metaloide duro e quebradiço com uma estrutura cristalina como a do diamante. Outra propriedade única do germânio é o facto de se expandir ao congelar.
O germânio pertence ao grupo IV com propriedades diamagnéticas. No entanto, estas propriedades magnéticas podem mudar consoante os níveis de temperatura.
10. Térbio
O térbio é um metal dúctil com poucas aplicações comerciais devido ao seu elevado custo. O térbio apresenta propriedades ferromagnéticas a temperaturas até 221 K. A temperaturas superiores a 228 K, o térbio apresenta propriedades paramagnéticas.
11. Cobalto
O cobalto é um metal estável na água e no ar e é utilizado principalmente em baterias de iões de lítio. Também é utilizado no fabrico de ímanes duros e macios.
O cobalto é um material ferromagnético, uma vez que é fortemente atraído por outros ímanes devido aos seus três electrões em movimento livre.
12. Neodímio
O neodímio é um metal duro prateado com fortes propriedades magnéticas. É um material ferromagnético; é magnetizado por outros ímanes. Os materiais de neodímio são os ímanes mais fortes do mundo e podem atrair 1.000 vezes mais peso do que o seu próprio.
Os ímanes de neodímio são utilizados em aplicações como auscultadores, microfones e altifalantes.
13. Samário
O samário é um metal estável à temperatura ambiente e ocorre naturalmente numa cor branca prateada. O elemento samário forma um íman mais forte quando combinado com o cobalto. O samário é utilizado como absorvente de neutrões em reactores nucleares e em aplicações de absorção de infravermelhos.
14. Magnetite
A magnetite é um dos materiais mais magnéticos que existem. É também conhecida como lodestone e ocorre naturalmente na cor preta e cinzenta. A magnetite é utilizada principalmente no fabrico de aço. Outras aplicações da magnetite incluem: fabrico de amoníaco, tintas e cerâmica, etc.
Conclusão
Magnetismo é um fenómeno natural e a maioria dos metais naturais tem propriedades magnéticas. No entanto, alguns metais têm propriedades magnéticas mais fortes do que outros, os materiais ferromagnéticos são ímanes mais fortes.
Geralmente, para além dos materiais ferromagnéticos, os outros elementos magnéticos só podem ser detectados em laboratório utilizando detectores magnéticos. Além disso, os não-metais não têm quaisquer propriedades magnéticas.
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