quarta-feira, 12 de julho de 2017

Propriedades magnéticas dos materiais


Fontes: http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/magnets/suspension.html
             http://sucatascuritiba.net.br/magnesio/
             https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrofluido

Para a elaboração desse projeto é necessário aprimorarmos os conhecimentos específicos que regem o tema do trabalho. Um dos temas que pode ser considerado um dos principais para o início do projeto é a respeito das propriedades magnéticas dos materiais para que assim possamos entender como irá se comportar teoricamente e/ou matematicamente dentro do sistema que irá ser projetado os materiais utilizados.
Antes de tudo é necessário entendermos o que são os dipolos magnéticos. Segundo Callister (2011) afirma que são forças magnéticas que são geradas pelo movimento de partículas carregadas eletricamente e podem ser consideradas como imãs compostos por um polo norte e polo sul, em vez de cargas positivas e negativas e existem nos materiais magnéticos.

As propriedades magnéticas dos materiais podem ser divididas em três tipos Diamagnético, Paramagnético e Ferromagnético. Sendo que nos dois primeiros tipos são considerados não magnéticas pois eles só demonstram magnetização quando na presença de uma campo externo.

Diamagnético:

Segundo Callister (2011) materiais diamagnéticos possuem uma força muito fraca de magnetismo a qual não é permanente e que persiste apenas enquanto um campo externo está sendo aplicado. O diamagnetismo é encontrado em todos os materiais, mas trata-se de um fenômeno tão pouco intenso que só é observado quando outras formas de magnetismo estão ausentes. Dessa forma ele é induzido por uma mudança no movimento orbital dos elétrons causada pela aplicação de um campo magnético.


No vídeo abaixo é possível ver de forma prática um material diamagnético sendo excitado por um campo.

Link: https://www.youtube.com/watch?v=A0vZDCNKhao

No caso acima, podemos perceber uma pequena placa de grafite, um material diamagnético, que quando exposto ao campo magnético dos imãs, ocorre uma mudança orbital dos seus elétrons na qual resulta em uma repulsão ocorrendo a levitação presenciada no vídeo.

Paramagnético:

Segundo Callister (2011) materiais paramagnéticos são aqueles que possuem dipolos atômicos livres para girar, e eles se alinham preferencialmente, por rotação, quando exposto a um campo magnético. Em outras palavras pode ser afirmar que esses materiais quando estão na presença de um campo magnético tem seus imãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Pode-se citar como materiais diamagnéticos o bismuto, o cobre, a prata e etc.
No vídeo abaixo é possível ver de forma prática um material paramagnético quando é excitado por um campo. 


No caso acima, percebe-se que quando o mineral sulfato de cobre penta hidratados é exposto ao campo magnético gerado pelo imã os dipolos atômicos são alinhados e é atraído pelo mesmo ocasionando no movimento desse material, que está sobre um isopor, na água.

Ferromagnéticos

Segundo Callister (2011) são materiais metálicos que possuem um momento magnético permanente na ausência de um campo externo e manifestam magnetização muito grandes e permanentes e esses materiais ferromagnéticos são atraídos fortemente pelos imãs. Os momentos magnéticos permanentes nos materiais ferromagnéticos resultam dos momentos atômicos devidos aos spins dos elétrons. Em um material ferromagnético, o acoplamento de interação faz com que os momentos magnéticos de spin resultantes de átomos adjacentes se alinhem uns com os outros, mesmo na ausência de um campo externo. São materiais ferromagnéticos somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias.
No vídeo abaixo é possível ver de forma prática um material ferromagnético na presença de um campo.


                                         

Link: https://www.youtube.com/watch?v=mTiC1j1j6QI


No caso acima é possível ver um ferrofluido que em contato com um campo magnético do imã apresenta uma grande magnetização.


Fonte: CALLISTER, William D. (2011). Ciência e engenharia de materiais uma introdução. 7 ed. Rio de Janeiro-RJ: LTC, 2007. 705p.

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