Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são uma consequência de interações
entre um campo magnético externo e e os momentos de dipolo magnéticos dos átomos constituintes.
Associados a cada um dos elétrons individuais estão os momentos magnéticos tanto de orbital
quanto de "spin". O momento magnético resultante (líquido) para um átomo é justo a soma das
contribuições de seus elétrons, onde haverá cancelamento de momento de "spin"e de orbital para
pares de elétrons.
Diamagnetismo resulta de mudanças no movimento orbital do elétron que é induzida por
um campo externo. O efeito é extremamente pequeno e com sentido oposto ao do campo aplicado.
Todos os materiais são diamagnéticos. Materiais paramagnéticos são aqueles tendo dipolos
atômicos permanentes, que são acionados individualmente e são alinhados no sentido de um campo
externo. De vez que as magnetizações são relativamente pequenas e persistem apenas quando
houver a presença de um campo aplicado, materiais diamagnéticos e paramagnéticos são
considerados como sendo não-magnéticos.
Magnetizações grandes e permanentes podem ser estabelecidas dentro dos metais
ferromagnéticos (Fe,Co,Ni). Momentos de dipolo magnético atômico têm origem no "spin", que
são emparelhados e mutuamente alinhados com momentos de átomos adjacentes.
Emparelhamento antiparalelo de momento de "spin"de cátions adjacentes é encontrado em
materiais iônicos. Aqueles nos quais existe cancelamento total de momentos de "spin" são
denominados antiferromagnéticos. Com ferrimagnetismo, magnetização permanente é possível
porque o cancelamento de momento de "spin"é incompleto. Para ferritas cúbicas, a magnetização
líquida resulta a partir de íons divalentes (por exemplo, Fe 2+ ) que residem nos sítios octaédricos da
rede, os momentos de "spin" deles sendo mutuamente alinhados.
Com a elevação da temperatura, vibrações térmicas aumentadas tendem a contrabalançar
as forças de emparelhamento de dipolo em materiais ferromagnéticos e ferrimagnéticos.
Consequentemente, a magnetização de saturação gradualmente decresce com a elevação da
temperatura, até à temperatura Curie, ponto em que ela cai até praticamente zero; acima da T c estes
materiais são paramagnéticos.
Abaixo da sua temperatura Curie, um material ferromagnético ou ferrimagnético é
composto de domínios - regiões de pequeno volume dentro das quais todos os momentos de dipolo
estão mutuamente alinhados e a magnetização se encontra saturada. A magnetização total do sólido
é justo o apropriadamente ponderado vetor soma das magnetizaçòes de todos estes domínios. À
medida em que um campo magnético externo é aplicado, domínios tendo vetores de magnetização
orientados no sentido do campo crescem às expensas dos domínios que orientações de
magnetização desfavoráveis . Numa saturação total, o sólido todo se encontra como um monodomínio
e a magnetização é alinhada com o sentido do campo. A variação na estrutura do domínio
com o aumento ou reversão do campo magnético é realizada pelo movimento das paredes de
domínio. Ambas as histereses (o retardamento do campo B atrás do campo aplicado H ) bem
como a magnetização permanente (ou remanescente) resulta a partir da resitência ao movimento
destas paredes de domínio.
Para materiais magnéticos macios, domínios de paredes de domínio é fácil durante a
magnetização e desmagnetização. Consequentemente, êles têm pequenos ciclos de histerese e
baixas perdas de energia. O movimento da parede de domínio é mais difícil para materiais
magnéticos duros, que resultam em ciclos de histere maiores; uma vez que maiores campos são
requeridos para desmagnetizar estes materiais, a magnetização é mais permanente.
Supercondutividade têm sido observada num número de materiais, nos quais, ao serem
resfriados e na vizinhança da temperatura de zero absoluto, a resistividade elétrica desaparece. O