Tipos de ímãs (ímans)

Há muitos séculos os Gregos encontram numa região da actual Turquia depósitos de ferro magnético. A região era então conhecida como Magnésia e, assim, foi dado ao minério o nome de magnetite ou magnetita. Outros depósitos de magnetite são encontrados noutras regiões, e os pedaços de magnetite passam a a ser conhecidos como ímãs naturais.

Há três tipos principais de ímãs:

Ímãs permanentes

Os ímãs permanentes são os que nos são mais familiares, como os que se usam para agrupar os clips no escritório. São permanentes no sentido de que uma vez magnetizados, mantêm o seu nível do magnetismo. Tipos diferentes de ímãs permanentes têm características ou propriedades diferentes em função da temperatura de operação, efeitos de desmagnetização, intensidade do campo de indução.

Ímãs temporários

Os ímãs temporários são os que se comportam como um ímã permanente quando estão dentro de um campo magnético forte, mas perdem rapidamente o magnetismo quando o campo magnético desaparece. Um exemplos é um clip de sujeito ao campo magnético de um íman.

Eletroímãs

Um electroímã é uma bobina helicoidal, geralmente com um núcleo de ferro, que actua como um ímã permanente quando percorrida por uma corrente. A força e a polaridade do campo magnético criado pelo electroímã são ajustáveis alterando o valor da corrente que passa através do fio e mudando a polaridade.

classes de ímãs permanentes:

Boro Ferro Neodímio (NdFeB ou NIB)-Neodymium Iron Boron

Um ímã de neodímio é um imã feito a partir de uma combinação de neodímio, ferro e boro — Nd2Fe14B, também conhecidos como Terras Raras ou “Super-Imãs”, entraram no mercado em 1980. É o material magnético mais moderno. Os imãs de NdFeB são produzidos pelo compactação de ligas pulverizadas. Possuem as melhores propriedades de todos os imãs existentes e uma incrível relação indução/peso. São altamente susceptíveis a corrosão e devem, quase sempre, possuir revestimento. São normalmente niquelados, zincados ou revestidos c/ resina epóxi. Este tipo de imã é muito poderoso em comparação com a sua massa, mas também é mecânicamente frágil e perde seu magnetismo em temperaturas entre 70ºC e 180°C. Devido ao seu custo mais baixo, têm substituído os imãs de samário-cobalto na maioria das aplicações, que são ligeiramente mais fracos e significamente mais resistentes à temperatura. Exemplos de aplicações: alto-falantes, discos rigídos, geradores eólicos, brindes, equipamentos electrónicos .

Cobalto Samário (SmCo)

Os imãs de Samário-Cobalto (SmCo) foram desenvolvidos em 1960, como resultado da pesquisa de novos materiais magnéticos baseados em ligas de Fe, Co, Ni e Terras Raras. São produzidos prensando-se as ligas pulverizadas, no formato final. Posteriormente são sinterizados a altas temperaturas. Apesar das excelentes propriedades magnéticas e resistência ás temperaturas (até 250 ºC), o alto custo pode limitar suas aplicações. Possuem razoável resistência à corrosão e não necessitam de revestimentos particulares. Devido à sua elevada fragilidade, devem ser manuseados c/ cuidado. Max. Temperatura de trabalho: 250 ºC Exemplos de aplicações: micro-motores, sensores para automóveis.

Alnico

Alnico são ligas de Fe (Ferro) contendo Al (Alumínio), Ni Níquel e Co (Cobalto), além de outros elementos. O nome da liga é formado pela justaposição dos símbolos químicos dos elementos (Al, Ni e Co). As ligas Alnico foram descobertas na década de 1920, e permitiram a produção industrial de imãs artificiais com indução magnética muito superior à dos naturais. Um imã de Alnico é capaz de levantar mais de 1000 vezes seu próprio peso. Uma das ligas mais conhecidas é o Alnico5, contendo aproximadamente 15%Ni, 25%Co, 9%Al, 3%Cu e 48%Fe. Já o Alnico12 tem 18%Ni, 35%Co, 6%Al, 8%Ti e 33%Fe. Estão disponíveis em muitos formatos, como barras, “ferraduras”, etc, normalmente fabricados por fundição, sofrendo um processo de rectificação para atingir dimensões precisas. Os imãs de Alnico têm grande estabilidade térmica, ou seja, mantêm as suas características numa faixa de temperatura muito larga, de aproximadamente -250°C a 550°C. O material é ainda resistente à oxidação. As suas principais aplicações são alto-falantes, motores eléctricos e geradores de pequeno porte, etc. Foram também muito usados em instrumentos de medida, como velocímetros, tacógrafos, medidores de energia eléctrica, etc.

Cerâmica ou Ferrite

Também conhecidos como cerâmicos, esta família aparece no mercado em 1952. O processo de fabrico consiste na pulverização das matérias-primas até a formação de mono-cristais. Este composto é então prensado numa forma sob a influência de um campo magnético orientado. Após esta compactação, o material é sintetizado em fornos especiais e moldado para os formatos e dimensões desejados. Hoje em dia, os imãs cerâmicos são os que possuem menor custo. São resistentes à corrosão, ácidos, sais lubrificantes e gases. Max. Temperatura de trabalho 250 ºC. Exemplos de aplicações: alto-falantes, motores CC, sensores.

Material Br Hc BHmax Tcoef Br Tmax Tcurie
NdFeB 12,800 12,300 40 -0.12 150 310
SmCo 10,500 9,200 26 -0.04 300 750
Alnico 12,500 640 5.5 -0.02 540 860
Cerâmica ou Ferrite 3,900 3,200 3.5 -0.20 300 460

Br é a medida da densidade magnética resídual do fluxo em Gauss, que é o fluxo máximo que o ímã pode produzir. (Gauss)
Hc é a medida da força coerciva do campo magnético em Oersted, ou o ponto em que o ímã se desmagnetiza por um campo externo. (Oersted)
BHmax é um termo da densidade total da energia. Quanto mais elevado o número, mais poderoso o ímã.
Tcoef Br é o coeficiente da temperatura do Br em % por o grau centígrado. Define a alteração de fluxo magnético em relação à temperatura. -0.20 significa que se a temperatura aumentar 100 graus centígrados, o fluxo magnético diminuirá 20%.
Tmax é a temperatura máxima o ímã deve funcionar. Se a temperatura exceder este valor, o imã perde as características magnéticas que recupera após a temperatura estar dentro dos níveis de funcionamento. (recuperável)(graus centígrados)
Tcurie é a temperatura em que o ímã ficará desmagnetizado. Se a temperatura exceder este valor, o imã perde as características que não recupera após a temperatura estar dentro dos níveis de funcionamento. (não é recuperável) (graus centígrados)


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