física, q uím ic a y matemática s - Andalucía Investiga

Entender cómo se
comportan los microcristales
Científi cos de la Universidad de Sevilla, dirigidos por Alejandro Conde Amiano, estudian la relación
microestructura-propiedades magnéticas de aleaciones amorfas y nanocristalinas basadas en hierro
para una mejor comprensión del comportamiento termomagnético de estos materiales, objetivo básico
para la optimización de sus propiedades. La Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa ha incentivado
este proyecto de excelencia con más de 190.000 euros.
Centro
Universidad de Sevilla
Área
Física, Química y Matemáticas
Código
FQM1823
Nombre del proyecto
Microestructura, propiedades magnéticas
y aplicaciones de aleaciones
amorfas y nanocristalinas
Contacto
Alejandro Conde Amiano
Teléfono: 954 55 28 85
e-mail: conde@us.es
Dotación
191.227,62 euros
El grupo de investigación está utilizando
como material de estudio
para este proyecto aleaciones magnéticas
amorfas y nanocristalinas.
Los términos “magnético”, “magnetismo”,
etc. derivan del primitivo
“magnètès” griego que se asocia a
la región de Magnesia, en el Asia
Menor, rica en yacimientos de minerales
férricos. La magnetita, entre
otros óxidos de hierro, muestra
en su estado natural una fuerte
atracción por el hierro, y aunque
esta propiedad fue conocida desde
tiempos muy remotos, el origen del
ferromagnetismo, fenómeno esencialmente
cuántico, eludió una explicación
hasta el siglo XX.
Desde el punto de vista de sus
aplicaciones, los materiales magnéticos
han jugado un papel determinante
en importantes avances
tecnológicos; baste recordar la brújula,
uno de los más antiguos inventos
tecnológicos o la trascendental
aportación de estos materiales en la
generación y distribución de energía
eléctrica a gran escala desde el siglo
XIX y en el espectacular desarrollo
de la tecnología de la información
en las últimas décadas. En nuestra
existencia cotidiana encontramos
imanes por doquier: transformadores,
motores, sensores, teléfonos
móviles, discos duros de ordenador,
discos compactos, tarjetas de crédito,
billetes de banco…
Hay dos hechos básicos a considerar
en la utilización de los materiales
magnéticos: el comportamiento
ferromagnético y la respuesta a
un campo magnético. Por un lado,
el comportamiento ferromagnético,
consecuencia de una ordenación
espontánea de los momentos atómicos
en estos materiales, desaparece
a una determinada temperatura, lo
que supone un límite térmico en las
aplicaciones de estos materiales. Por
otro, la respuesta a un campo magnético,
la imanación macroscópica,
depende de las propiedades del material,
que pueden defi nirse en relación
a su ciclo de histéresis.
La coercitividad, campo magnético
necesario para anular la imanación
del material, puede utilizarse
para clasificar los materiales magnéticos
en tres categorías básicas.
En primer lugar, materiales blandos,
con baja coercitividad, para transformadores,
motores, etc.
En segundo término, materiales
duros, con elevada coercitividad, para
imanes permanentes. Por último,
materiales de registro magnético,
con coercitividades medias, para almacenamiento
de información. El
gran desarrollo de los materiales
magnéticos operado en las últimas
décadas está ligado al control de la
microestructura del material, que
ha permitido extender el rango de
coercitividades a más de siete órdenes
de magnitud.
El interés del proyecto se centra
en los materiales magnéticos blandos,
campo en el que cabe destacar
como hitos la utilización, a partir
de 1970, de materiales amorfos,
sustancias que carecen del orden
estructural de largo alcance, característico
del estado cristalino, y posteriormente,
a partir de 1990, el desarrollo
de aleaciones nanocristalinas,
constituidas por nanocristales
de unos 10 nanometros dispersos
en una matriz amorfa, que se obtienen
por cristalización controlada de
un precursor amorfo. Las excelentes
propiedades como magnéticos
blandos de los materiales amorfos