4. Materiales magnéticos

Tamaño: px
Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "4. Materiales magnéticos"

Transcripción

1 4. Materiales magnéticos 4.1 Dominios ferromagnéticos 4.2 Estructura de dominios 4.3 Materiales magnéticos blandos 4.4 Materiales magnéticos duros 4.5 Ferritas 4.1 Dominios ferromagnéticos En materiales ferromagnéticos y para T<< T c, los momentos magnéticos de los átomos, a escala microscópica, están todos alineados. Pero a escala macroscópica, el momento magnético de la muestra puede ser muy inferior al momento de saturación ó incluso nulo. Es necesario aplicar un campo magnético exterior para provocar la imanación de la muestra y alcanzar la saturación. Esto es válido tanto para monocristales como para muestras policristalinas. La explicación de este fenómeno se basa en que los materiales ferromagnéticos macroscópicos están compuestos de un gran número de pequeñas regiones o dominios magnéticos en cuyo interior la imanación local está saturada. Sin embargo la dirección de imanación en cada uno de estos dominios no tiene por qué ser la misma provocando una imanación macroscópica nula, tal y como se muestra en las figura 4.1 y 4.2 Figura 4.1. Esquema de los dominios magnéticos en un metal ferromagnético presentado cada uno de ellos una imanación de saturación en diferente dirección 4-1

2 Figura 4.2. Dominios ferromagnéticos en un monocristal de Ni Los dominios magnéticos se forman también en materiales antiferromagnéticos y ferrimagnéticos. El aumento del momento magnético de una muestra ferromagnética bajo la acción de un campo magnético es debido a dos procesos diferentes en campos externos débiles el volumen de los dominios orientados favorablemente con respecto a B ext crece a costa de los orientados desfavorablemente, primero de forma reversible y al continuar aumentando el campo de forma irreversible en campos externos intensos la imanación gira en la dirección de B ext M Giro de la imanación Desplazamiento irreversible de paredes de dominios H Desplazamiento reversible de paredes de dominios Campo aplicado 4-2

3 Dentro del ciclo de histéresis magnético, inducción magnética B generada frente a campo magnético aplicado H, esquematizado en la siguiente figura podemos distinguir los siguientes puntos básicos B r Inducción magnética B = µ 0 (H + M) B s + µ 0 H H c µ r Campo magnético H H c : campo coercitivo definido como el campo necesario necesario para anular la inducción magnética en el material B r : inducción magnética remanente, valor de B para H = 0; en este punto todo el B presente es debido a la imanación remanente en el material B S : inducción de saturación que es valor límite de B µ 0 H para valores grandes de campo magnético; este valor es suma de la imanación de saturación en el material más el campo aplicado M S : imanación de saturación = B S /µ 0. En este punto tenemos en el material un único dominio con su imanación apuntando en la dirección del campo aplicado µ r : permeabilidad relativa definida como la pendiente de la recta asociada al movimiento irreversible de paredes de dominio en el primer ciclo de aplicación de campo Al comenzar a aumentar el campo magnético aplicado sobre una muestra ferromagnética, inicialmente no imanada, se observa un aumento de la inducción. Este aumento es inicialmente lento, debido al movimiento reversible de paredes de dominios, para luego acelerarse, movimiento irreversible de paredes de dominios, siguiendo una linea recta cuya pendiente define la permeabilidad magnética del material µ r. En ambos casos de movimientos de paredes, crecen los dominios favorablemente orientados en la dirección del campo aplicado. Este proceso continúa hasta alcanzar un valor de saturación, único dominio con su imanación en 4-3

4 la dirección del campo aplicado, por encima del cual B sigue una linea de crecimiento recta asociada únicamente al aumento de H. El corte de esta linea recta con el eje de la inducción señala el valor de la imanación de saturación M S dado por B S /µ 0. Si ahora reducimos el valor del campo magnético, la inducción no sigue el mismo camino sino que decrece más lentamente hasta alcanzar un valor remanente B r a campo magnético aplicado nulo. Esta inducción magnética es motivada por la imanación remanente que permanece en el material al eliminar el campo y asociada al movimiento irreversible de paredes al quedar éstas enganchadas en imperfecciones que impiden el retorno a su posición original. Es necesario aplicar un campo magnético coercitivo en sentido opuesto al primero y de valor H c para anular esta imanación remanente. La reducción de este campo magnético y su posterior inversión en el mismo sentido que el campo primeramente aplicado cierran el ciclo de histéresis magnético. En este proceso de imanación se gasta energía empleada en desplazar las paredes de los dominios y en girar la imanación en el sentido del campo aplicado. Parte de esta energía queda almacenda en el material en forma de imanación remanente al hacer el campo aplicado igual a cero. La densidad de energía H ' almacenada en el material al aumentar H de 0 a H es: µ 0H r dm r. Por tanto, la 0 energía almacenada al aumentar H hasta la saturación es el área sombreada en a) a) Energía de b) Energía de c) Energía disipada imanación desimanación en el ciclo La energía recuperada al reducir H a cero es el área sombreada en b). La energía disipada en un ciclo será la diferencia entre a) y b) es decir el área sombreada en c) y por tanto, la energía disipada en un ciclo y almacenada en el material ferromagnético es el área encerrada en la curva de histéresis. 4-4

5 4.2 Estructura de dominios La estructura de dominios de un material ferro-ferrimagnético está determinada por varios tipos de energía. La estructura más estable se alcanza cuando la energía potencial del conjunto es mínima. La energía magnética total del material es la suma de las siguientes contribuciones que posteriormente pasamos a analizar Energía de canje ya estudiada en el capítulo 3 Energía de anisotropía Energía de la pared el dominio Energía magnetoestrictiva Energía magnetoestática Energía de anisotropía En un cristal ferromagnético existe una energía denominada energía magneto-cristalina o de anisotropía que hace que la imanación se oriente preferentemente a lo largo de ciertos ejes cristalográficos definidos llamados direcciones de fácil imanación. Esta energía no proviene de la interacción de canje isótropa considerada hasta ahora si no que es debida a interacciones electrostáticas asociadas a distribuciones electrónicas. Las curvas presentadas en la figura 4.3 muestran las direcciones de fácil imanación para el Fe, Co y Ni. Figura 4.3. Curvas de imanación para Fe, Ni y Co. En el Fe (BCC), las direcciones [100] son de fácil imanación y las [111] las desfavorables mientras que para el Ni (FCC) las direcciones [111] son de fácil imanación y las [100] las desfavorables. El Co es un cristal hexagonal en el que el eje hexagonal es la dirección de fácil imanación a temperatura ambiente. 4-5

6 Para materiales ferromagnéticos policristalinos, los granos a diferentes orientaciones alcanzarán imanación de saturación a diferentes intensidades de campo. Los granos cuyas orientaciones están en la dirección de fácil imanación se saturarán a bajos campos, mientras que los orientados en las direcciones difíciles, deberán rotar su momento resultante en la dirección del campo, de manera que alcanzarán la saturación a campos mucho más altos. El trabajo realizado para rotar los dominios debido a esta anisotropía se denomina energía de anisotropía magnetocristalina. La energía de anisotropía tiene su origen en el hecho de que la distribución de cargas de iones próximos no es esférica sino esferoidal, debido a interacción spin-órbita. La asimetría en la distribución de carga está ligada a la dirección del spin provocando que la rotación de la dirección de los spins con respecto a los ejes cristalinos cambia la energía de canje y la energía de interacción electrostática entre átomos vecinos tal y como se esquematiza en la figura 4.4. Figura 4.4. La asimetría en el solape de las distribuciones electrónicas de iones próximos es un mecanismo de anosotropía magnetocristalina dado que una rotación de las direcciones de spin con respecto a los ejes cristalinos cambia la energía de canje así como la energía de las interacciones electrostáticas de las cargas. La energía de a) no es la misma que la de b) La densidad de energía de anisotropía depende del grado de desorientación de la imanación respecto a la dirección de fácil imanación. Como ejemplo, en el cobalto, siendo θ el ángulo que forma la imanación con el eje hexagonal, y a temperatura ambiente, esta densidad de energía vale σ anis = K 1 sen 2 θ + K 2 sen 4 θ [4.1] 4-6

7 con K 1 = 4,1x10 5 J/m 3 y K 2 =1x10 5 J/m 3 Para el Fe y el Ni que son cristales cúbicos la densidad de energía de anisotropía en función de la dirección de imanación (α 1, α 2, α 3 cosenos directores) y a temperatura ambiente vale σ anis = K 1 (α 1 2 α α 3 2 α 1 2 +α 2 2 α 3 2 ) + K 2 α 1 2 α 2 2 α 3 2 [4.2] con K 1 Fe = 4,8x10 4 J/m 3, K 2 Fe = 5x10 3 J/m 3 y K 1 Ni = -4,5x10 3 J/m 3, K 2 Ni = 2,3x10 3 J/m 3 Las constantes de anisotropía K tienden a cero cuando la temperatura se acerca a la temperatura de Curie Energía de la pared de dominios Se denomina pared de dominio o pared de Bloch en un cristal a la zona de transición que separa dos dominios magnéticos adyacentes, imanados en direcciones diferentes. La variación completa de spin no ocurre de un salto discontinuo en un solo plano atómico, sino de forma gradual sobre un gran numero de planos atómicos, ya que la energía de canje es menor cuando se reparte sobre un gran número de spins, figura 4.5. Figura 4.5. Estructura de la pared de Bloch separando 2 dominios. Podemos analizar este fenómeno a partir de la ecuación de Heisenberg en una pared que separa dos dominios donde la imanación cambia 180º. Para dos spins que forman entre ellos un ángulo pequeño ϕ, la energía de intracción de canje 4-7

8 será igual a U= -2JS 2 cosϕ, y tomando cos ϕ 1 - ½ϕ 2, la energía de canje entre ellos referida a la energía entre spins paralelos es igual a w ex = JS 2 ϕ 2. Si la variación total en la dirección de la imanación de π ocurre por N pasos sucesivos iguales, el ángulo entre spins adyacentes será π /N, y energía de canje en pares de átomos adyacentes: w ex = JS 2 (π /N) 2. Por tanto la energía total de canje de una fila de N + 1 átomos será igual a Nw ex = JS 2 π 2 /N [4.3] Si no hubiera energía de anisotropía, la pared engrosaría sin límite dado que así minimizaríamos la energía de canje. Sin embargo, los spins dentro de la pared tienen direcciones muy diferentes a las de fácil imanación y por tanto en una 1ª aproximación podemos asumir que la energía de anisotropía asociada a la pared es proporcional a su espesor. Consideremos una pared paralela a la cara del cubo de una red cúbica simple separando dominios de direcciones opuestas. El objetivo de este análisis es encontrar el número N de planos atómicos contenidos en la pared. La energía de la pared por unidad de área será igual a al suma de las contribuciones de las energías de canje y de anisotropía, σ w = σ ex + σ anis. Si a es el parámetro de la red, por unidad de área existen 1/a 2 filas de átomos perpendiculares al plano de la pared, es decir σ ex = JS 2 π 2 /N a 2. La energía de anisotropía será igual a una constante de anisotropía K espesor de la pared Na, σ anis KNa σ w (JS 2 π 2 /N a 2 ) + KNa [4.4] La energía de la pared σ w es mínima con respecto a N cuando w + σ / N = 0 = ( π JS / N a ) Ka [4.5] y despejando 2 N = π JS 3 Ka 2 1/ 2 [4.6] 4-8

9 Para el Fe, N 300 y el espesor de la pared de dominio 0,1 µm (a 3Å). Nos queda por tanto que la energía total de la pared por unidad de área es igual a σ w = 2π KJS a 2 1/ 2 [4.7] Para el Fe tenemos un valor alrededor de σ w 10-3 J/m Energía magnetoestrictiva Cuando un material se imana, sus dimensiones cambian ligeramente y la muestra se expandirá o contraerá en la dirección de imanación. Esta deformación elástica reversible inducida magnéticamente ( l/l) se denomina magnetostricción y es del orden de El Ni, por ejemplo, a la imanación de saturación se contrae unos 40 ppm en la dirección de imanación y se expande en la dirección transversal a la imanación. La energía debida a los esfuerzos mecánicos de la magnetoestricción se llama energía magnetoestrictiva. El origen de la magnetoestricción está relacionado con el cambio en la longitud de enlace entre átomos, cuando el momento dipolar de su spin electrónico está rotando para la alineación durante la imanación. Los dipolos pueden atraerse o repelerse uno a otro, dando lugar a la contracción o expansión del material durante la imanación. En una distribución de dominios, los cambios dimensionales de los respectivos dominios harán que éstos no encajen exactamente dando lugar a una energía elástica de elongación. Este aumento de energía del sistema es una limitación a la formación de dominios magnéticos. Figura 4.6. Magnetoestricción en materiales cúbicos magnéticos. (a) Negativa. (b) Positiva. (c) Disminución de la magnetoestricción por la creación de dominios más estrechos 4-9

10 4.2.4 Energía magnetoestática La energía magnetoestática es la energía potencial magnética de un material ferromagnético debida al campo magnético externo generado. El siguiente esquema muestra diferentes configuraciones de dominios y su energía magnetostática asociada. N N N N N S N S N a) b) c) d) e) S S S S S N S N S a) b) c) d) e) a) la existencia de un dominio único implica la aparición de polos magnéticos sobre la superficie del cristal dando lugar a un valor elevado de la energía magnética almacenada en el campo exterior de la muestra y que es proporcional a M S 2 /µ0 0,01 J/cm 3 b) la división del cristal en 2 dominios de imanación opuesta implica una reducción de la energía magnética a la mitad c) la división en N dominios da lugar a una reducción de la energía magnética en ~1/N debido a la reducida extensión del campo d y e) la energía magnética es igual a 0 debido a la aparición de los denominados dominios de cierre con angulos de los límites triangulares con la imanación igual a 45. No hay campo magnético externo asociado a la imanación Dominios magnéticos y ciclo de histéresis Hemos visto como la estructura de dominios es una consecuencia natural de las distintas contribuciones a la energía de un cuerpo ferromagnético (energía de canje, de anisotropía, magnetostática y magnetostrictiva). La configuración de dominios en equilibrio se alcanza cuando la suma de las energías magnetoestrictivas, magnetoestáticas y de las paredes de Bloch alcanza un mínimo. El aumento del número de dominios minimiza la energía asociada al campo magnético externo. Por otro lado, la energía magnetostrictiva puede ser grande si el volumen de los dominios de cierre es grande lo que implica que los dominios tienden a ser estrechos para reducir el volumen de dominios de cierre. Sin embargo, el 4-10

11 material no se divide en un mosaico infinitamente fino de dominios debido a que la formación de paredes de Bloch precisa energía adicional. El ciclo de histéresis magnético está íntimamente ligado a la estructura de dominios presente en el material. Así como la imanación de saturación queda determinada únicamente por el material magnético estudiado, parámetros tales como la imanación remanente ó el campo coercitivo dependen, no solo de material, si no también de su microestructura, tamaño de grano y presencia de defectos, y de su relación con los dominios magnéticos. La figura 4.7 muestra un esquema de la dependencia de la coercitividad con el tamaño de grano del material. Figura 4.7. Esquema de la dependencia del campo coercitivo con el tamaño de grano Se distinguen básicamente dos zonas: la zona multidominio (MD) en donde cada grano presenta en su interior varios dominios magnéticos, y la zona de dominio único (SD) en donde cada grano está asociado a un único dominio. Los materiales magnéticos en la zona MD presenta campos coercitivos y remanencias bajas dado que la imanación está asociada a movimientos de paredes de dominios, proceso energéticamente sencillo y realizable a campos magnéticos bajos. En cambio en la zona SD, la imanación está asociada a rotaciones de la imanación en el dominio, proceso energéticamente costoso, dando lugar a remanencias y coercitividades altas. Para la magnétita, el tamaño de grano de transición entre la zona SD y MD está en torno a los 80 nm. Si dentro de la zona SD el tamaño de grano sigue disminuyendo, entramos en la zona superparamagnética (SPM) en donde tanto la coercitividad como la remanencia se hacen cero. 4-11

12 4.3 Materiales magnéticos blandos Los materiales magnéticos blandos son fácilmente imanables y desimanables presentando curvas de histéresis de apariencia estrecha con bajos campos coercitivos y alta saturación, figura 4.8.a. y teniendo por tanto altas permeabilidades magnéticas µ. Este hecho es debido a la presencia de pocas imperfecciones y defectos que constituyen obstáculos al movimiento de paredes de los dominios magnéticos ó al giro de la imanación dentro de un dominio. Igualmente, y para favorecer estos movimientos, se requieren bajas constantes de anisotropía y de magnetostricción. El uso de estos materiales está centrado en núcleos para transformadores, motores, generadores, equipos de comunicación de alta sensibilidad, etc. La tabla 4.1 enuncia algunas propiedades de los materiales magnéticos blandos habitualmente utilizados. Figura 4.8. Curvas de histéresis magnética para a) materiales magnéticos blandos y b) duros Tabla 4.1. Propiedades magnéticas de materiales magnéticos blandos. 4-12

13 En el proceso de imanación-desimanación del material magnético acaecen unas pérdidas energéticas básicamente debidas a dos fenómenos Pérdidas por histéresis: son debidas a la disipación de energía requerida para desplazar las paredes de los dominios magnéticos durante la imanación y desimanación del material. Estas pérdidas aumentan por la presencia de impurezas, imperfecciones, precipitados, dislocaciones, etc, que actúan como barreras que impiden el desplazamiento de las paredes de dominios durante el ciclo de imanación, incrementando las pérdidas de energía de histéresis. El área encerrada por la curva de histéresis es una medida de la energía perdida debida a la histéresis magnética. Perdidas por corrientes parásitas: son corrientes inducidas por variaciones en el flujo magnético, y se pueden reducir con un aumento de la resistividad del material. Esto se consigue por ejemplo añadiendo impurezas sustitucionales. Otro modo de reducir las corrientes parásitas a nivel macroscópico en los núcleos de los transformadores consiste en utilizar una estructura laminar o de hojas, aplicando una capa aislante entre una hoja y la siguiente Ejemplos de materiales magnéticos blandos y sus aplicaciónes Aleaciones de Fe y Si. Los materiales magnéticos blandos de más amplia utilización, por ejemplo en motores, tranformadores ó generadores, son las aleaciones de Fe con 3-4% en peso de Si. Al añadir Si en solución sólida al Fe, la aleación resultante presenta unas pérdidas de energía por histéresis menores, volviéndose más blando magnéticamente, como consecuencia de varios fenómenos. Primero disminuyen los intersticiales de oxígeno presentes atrapados por el Si; estos intersticiales son unos defectos que dificultan el movimiento de las paredes de los dominios. Además existe una reducción de la energía de anisotropía magnetocristalina y de la magnetostricción provocando un aumento de la permeabilidad magnética. Finalmente, la adicción de Si da lugar a un aumento en la resistividad eléctrica disminuyendo las perdidas por corrientes parásitas, hecho importante en transformadores y máquinas funcionando en corriente alterna. Como efectos negativos aparecen la disminución de la imanación de saturación y de la temperatura de Curie de la aleación. Ademas disminuye la ductilidad del Fe provocando que para contenidos de Si mayores del 4% no se puede laminar el material. 4-13

14 Otro mecanismo que reducen las pérdidas magnéticas en estas aleaciones es conseguir que en el proceso de laminación, la orientación de los granos sea tal que la dirección de fácil imanación <100> quede en el plano de la lámina. Esta es la denominada tectura de Goss, figura 4.9, en la que el plano del laminado es el (110). Finalmente se suelen adoptar estructura laminares empleándose por ejemplo en núcleos de transformadores láminas de Fe-3%Si de 0,25 a 0.35 mm de espesor, con una capa aislante entre ellas con el objetivo de reducir las corrientes parásitas. Figura 4.9. (a) textura aleatoria y (b) Textura de Goss (110) 001 Vídrios metálicos. Los vidrios metálicos son una clase relativamente nueva de materiales metálicos cuya característica dominante es una estructura no cristalina (amorfa). Se fabrican por un proceso de solidificación rápida ( 10 6 C/s). Los vidrios metálicos tienen una propiedades notables: son muy fuertes, muy duros con alguna flexibilidad, y muy resistentes a la corrosión. Magnéticamente son materiales muy blandos, y esa es una de las principales razones de su importancia. Consisten esencialmente en combinaciones de los metales ferromagnéticos Fe, Co y Ni con los metaloides B y Si. En los vidrios metálicos, al no haber fronteras de grano ni anisotropía cristalina de gran alcance, las paredes de los dominios se mueven con facilidad, la energía de anisotropía es practicamente 0, las pérdidas de histéresis son muy pequeñas y poseen una alta permeabilidad. Además, al ser materiales amorfos, su resistividad es alta, es decir, las pérdidas por corrientes parásitas serán muy pequeñas. La tabla 4.2 muestra una recopilación de los vidrios metálicos más conocidos y de sus propiedades. El material más común se denomina Metglas (Fe 80 B 20 Metglas 2605). Este tipo de materiales encuentra aplicaciones en transformadores de energía, sensores magnéticos de posición ó deformación y cabezas de grabación. 4-14

15 Tabla 4.2. Vidrios metálicos: composiciones, propiedades y aplicaciones Aleaciones de Fe y Ni. Poseen energías magnetocristalina y magnetostrictiva muy bajas, y por eso tienen mayores permeabilidades a campos bajos que las aleaciones de Fe-Si, tabla 4.1. Los materiales más conocidos son el Permalloy (Fe + 45%Ni) y el Supermalloy (79% Ni). Su aplicación más importante es la comunicación de alta sensibilidad, en la que el equipo ha de recibir o transmitir pequeñas señales. 4.4 Materiales magnéticos duros Los materiales magnéticos duros se caracterizan por una alta fuerza coercitiva H c y una alta inducción magnética remanente B r ; de este modo, los ciclos de histéresis de estos materiales son anchos y altos, figura 4.7.b. La tabla 4.3 resume los materiales magnéticos duros comúnmente utilizados y sus propiedades más relevantes. Estos materiales se imanan en un campo magnético lo suficientemente fuerte como para orientar sus dominios magnéticos en la dirección del campo aplicado. Una parte de la energía aplicada del campo se convierte en energía potencial que se almacena en el imán permanente producido. Un imán permanente, por consiguiente, se encuentra en un estado de energía relativamente alto, comparado con un imán que no está imanado. Los materiales magnéticos duros son difíciles de desimanar, una vez imanados debido básicamente a sus altas constantes de anisotropía cristalina y a defectos que imposibilitan el movimiento de las paredes de dominio. Para comparar las fuerzas de los imanes permanentes se escoge el cuadrante izquierdo superior de la curva de histéresis, y a partir de ella se calcula el producto energético máximo, (BH) máx, que es el máximo valor del producto de B por H. Este producto es una medida de la energía potencial magnética de un material magnético duro por unidad de volumen y teóricamente se demuestra que no puede superar el valor 2 µ M / 2. Por tanto, y con el objetivo de maximizar el producto energético máximo es interesante trabajar con materiales de alta imanación de saturación s

16 Tabla 4.3. Propiedades magnéticas de materiales magnéticos duros Ejemplos de materiales magnéticos duros y sus aplicaciónes Alnico (aleaciones de Al, Ni y Co). Las aleaciones alnico son aleaciones de Al, Ni y Co más Fe como material base, y son los más importantes materiales magnéticos duros que se utilizan hoy en día. En EEUU cuentan con un 35% del mercado de los materiales magnéticos. Estas aleaciones se caracterizan por un producto (BH) máx muy alto, una alta imanación remanente y una fuerza coercitiva moderada. La figura 4.10 muestra las aleaciones alnico más importantes. Las aleaciones de alnico son frágiles y se fabrican mediante fundición o procesos de metalurgia de polvos. Los polvos de alnico se usan principalmente para producir grandes cantidades de pequeños artículos con formas complejas. En cuanto a su estructura, por encima de la temperatura de tratamiento térmico por solución ( 1250 C), las aleaciones alnico son de fase sencilla, con estructura cristalina bcc. Durante el enfriamiento a C se descomponen en otras dos fases bcc, α y α. La matriz de la fase α es rica en Ni y Al y poco magnética, mientras que el precipitado α es rico en Fe y Co y por lo tanto posee una imanación más alta que la fase α. La fase α se asemeja a una varilla alineada en las direcciones 100, y tiene dimensiones aproximadas de unos 10 nm de diámetro y 100 nm de longitud. Si el tratamiento térmico se hace en presencia de un campo magnético, el precipitado α forma minúsculas partículas delgadas y alargadas en la dirección del campo magnético en una matriz de fase α. La alta coercitividad de los alnicos se atribuye a la dificultad de rotación de las partículas de dominio sencillo de la fase α, debido a su anisotropía geométrica. Cuanto mayor sea la relación de aspecto (longitud/anchura), mayor será la coercitividad de la aleación. 4-16

17 Figura Desarrollo de las composiciones químicas de las aleaciones Alnico. La aleación original fue descubierta por Mishima en Japón en 1931 Aleaciones de las Tierras Raras. Las aleaciones de tierras raras se están empezando a producir a gran escala y tienen propiedades magnéticas superiores a las de cualquier material magnético comercial. Presentan los mayores productos de energía, (BH) máx, y fuerzas coercitivas muy altas. El origen del magnetismo en los elementos de las tierras raras se debe casi completamente a sus electrones desapareados 4f. Hay dos grupos principales de materiales magnéticos basados en tierras raras: unos basados en una fase única de SmCo 5, y otros basados en aleaciones endurecidas por precipitación, de composición aproximada Sm(Co,Cu) 7,5. Los imanes basados en la fase simple SmCo 5 son los de uso más común. El mecanismo de coercitividad se basa en la nucleación y fijación de las paredes de dominio de las superficies y fronteras de grano. Estos materiales se fabrican mediante técnicas de metalurgia de polvos usando partículas finas (1-10 µm). Al aplicarles presión durante la compactación, las partículas son alineadas en un campo magnético. Un posterior tratamiento de sinterización previene el crecimiento de las partículas prensadas. Los imanes Sm-Co son usados en en dispositivos médicos tales como motores ligeros en bombas implantables y válvulas. También se utilizan para motores de paso de relojes electrónicos de pulso y tubos electrónicos que crean ondas de radiofrecuencia. Corriente continua, motores sincronizados y generadores son producidos a partir de imanes de tierras raras, obteniéndose una notable reducción de tamaño. 4-17

18 Aleaciones magnéticas de Nd-Fe-B. Estas aleaciones fueron descubiertas en 1984, y tienen los productos (BH) máx más altos que se conocen. Se pueden considerar como un caso extremo de las aleaciones anteriores. Su alta coercitividad y producto (BH) máx resultan de la dificultad de invertir los dominios magnéticos, que normalmente nuclean en las juntas de grano con fases intergranulares ricas en Nd no ferromagnéticas, formados y alineados en los granos constitutivos de la matriz Nd 2 Fe 14. Este proceso maximiza tanto H c como (BH) max para el conjunto de agregados del material. Las aplicaciones más habituales son todo tipo de motores eléctricos, especialmente los de arranque de automoción, debido a la reducción en peso y a la posibilidad de fabricación compacta. La figura 4.11 analiza, resumiendo los materiales hasta ahora desarrollados, la evolución de la calidad de los materiales magnéticos duros durante los últimos años en función del producto de su energía máximo. Figura Progreso en la calidad de los materiales magnéticos duros en el siglo XX en función del producto de energía máximo (BH) max Aleaciones magnéticas Co-Pt-Cr: El soporte magnético para almacenamiento de alta densidad de datos, discos duro de ordenadores, está basado en películas delgadas de este tipo de aleaciones depositadas por sputtering. La elección de este material está basada en la segregación química en dos fases, una magnética en el interior del grano, con un tamaño de grano alrededor de 10 nm, y otra no magnética en junta de grano que los separa. Este hecho permite una interacción entre granos débil permitiendo transiciones magnéticas bien definidas (bit de almacenamiento). Este hecho, unido a un pequeño tamaño de grano, posibilita aumentar la densidad de integración de información. En películas delgadas de CoPtCr, el Cr difunde hacia 4-18

19 la junta de grano resultando en un grano magnético rico en Co rodeado de juntas de grano ricas en Cr y pobremente magnéticas. La adición de B reduce el tamaño de grano y ayuda a la formación de la fase no magnética que separa los granos magnéticos. 4.5 Ferritas Son materiales cerámicos ferrimagnéticos que se preparan mezclando óxido de hierro (Fe 2 O 3 ) con otros óxidos y carbonatos en forma de polvo. Los polvos son posteriormente prensados y sinterizados a elevadas temperaturas. Las imanaciones de las ferritas son lo suficientemente altas como para tener un valor comercial, pero su saturación magnética no es tan elevada como la producida por materiales ferromagnéticos. Las ferritas tienen estructura de dominios y las curvas de histéresis son parecidas a las de los materiales ferromagnéticos. Como éstos, las ferritas también se dividen en blandas y duras. Ferritas magnéticamente blandas. Tienen la composición MO Fe 2 O 3 (M = Fe 2+, Mn 2+, Zn 2+ ) con estructura de espinela inversa, variante de la estructura cristalina del mineral espinela (MgO Al 2 O 3 ). Presentan imanaciónes de saturación elevadas aunque menor que en los materiales ferromagnéticos. Cabe destacar su alta resistividad eléctrica siendo prácticamente aislantes. Esto motiva bajas pérdidas de energía por corrientes parásitas, factor importante por ejemplo en aplicaciones a altas frecuencias. Sus aplicaciones más importantes son en baja señal transformadores e inductores de baja energía, núcleos de memoria, cabezas de grabación, por ejemplos espinelas Mn-Zn y Ni-Zn, aparatos audiovisuales, transformadores de líneas ó bobinas de convergencia para televisión. Ferritas magnéticamente duras. Su fórmula general es MO 6Fe 2 O 3 (M = Ba 2+, Sr 2+ ) con estructura cristalina hexagonal. Estos materiales presentan una gran coercitivadad y una elevada anisotropía magnetocristalina. Encuentra aplicaciones en generadores, servomotores y motores, aplicaciones electrónicas tales como imanes para auriculares y timbres de teléfonos y receptores, dispositivos de retención de puertas, precintos y pestillos ó en el diseños de juguetes. 4-19

20 Problemas 1. Utilizando la aproximación del campo medio calcular para el Ni el campo de canje B E y estimar el valor de la integral de canje. 2. Calcular para el óxido de europio (g=2, J=7/2) la razón entre la imanación a 300 K para un campo de 10-2 T y la imanación a 0 K. 3. Calcular para el Fe la imanación de saturación a 50 K. A partir de este resultado estimar el valor de la integral de canje. 4. Sobre un material se han realizado una serie de medidas magnéticas obteniéndose los resultados graficados en la figura. Explicar que tipo de material magnético tenemos caracterizándolo lo más completamente posible. 1/χ 21,2 Ms=2,2e6 A/m N=6e28 mol/m T (K) 5. El óxido de vanadio V 2 O 4 es una sustancia antiferromagnética con T n = 343 K Y θ= 720 K. Dibujar para una muestra policristalina la curva 1/χ vs T. Estimar la reducción en la interacción de canje para 2º vecinos más próximos. Nota: Para ello demostrar previamente que, considerando la interacción entre 2º vecinos más próximos según un campo de canje -εm, se cumple que ϑ T N = β β + ε ε 4-20

MATERIALES MAGNETICOS

MATERIALES MAGNETICOS MATERIALES MAGNETICOS Los materiales magnéticos son importantes para el área de la ingeniería eléctrica. En general hay dos :ipos principales: materiales magnéticos blandos y magnéticos duros. Los blandos

Más detalles

UNIDAD 10 Características magnéticas de los materiales

UNIDAD 10 Características magnéticas de los materiales UNIDAD 1 Características magnéticas de los materiales 1.1 CUESTIONES DE AUTOEVALUACIÓN 1. Cual de las siguientes características es un inconveniente para un material de núcleos de máquinas de corriente

Más detalles

Magnetismo en Materia Condensada

Magnetismo en Materia Condensada Magnetismo en Materia Condensada Dr. José Mejía López Oficina 6-418 e-mail: jmejia@puc.cl Sitio Web: http://neel.fis.puc.cl/cncm/magnetismo/index.html Dominios y Procesos de Magnetizacion Caracterización

Más detalles

UNIVERSIDAD PARA LOS. Física Aplicada a Procesos Naturales MAYORES. Sesión 3. El campo magnético

UNIVERSIDAD PARA LOS. Física Aplicada a Procesos Naturales MAYORES. Sesión 3. El campo magnético Física Aplicada a Procesos Naturales UNIVERSIDAD PARA LOS MAYORES Sesión 3 El campo magnético 1 Física Aplicada a Procesos Naturales Imanes naturales UNIVERSIDAD PARA LOS MAYORES Desde la antigüedad (Thales

Más detalles

CICLO DE HISTÉRESIS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS

CICLO DE HISTÉRESIS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS CICLO DE HISTÉRESIS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS INTRODUCCIÓN Es un hecho experimental que, al aplicar un campo magnético sobre un material, éste se perturba. Se dice que el material se imana. Si no existen

Más detalles

Tema 21 Propiedades magnéticas de los materiales.

Tema 21 Propiedades magnéticas de los materiales. Tema 21 Propiedades magnéticas de los materiales. El magnetismo es el fenómeno por medio del cual los materiales ejercen fuerzas de atracción o de repulsión sobre otros materiales. Muchos de los aparatos

Más detalles

Imanes Permanentes en Generadores de Energía

Imanes Permanentes en Generadores de Energía Imanes Permanentes en Generadores de Energía Dr. Roberto Morales Caporal Coordinador de la Comunidad de Energías Renovables del CUDI Profesor-Investigador del Instituto Tecnológico de Apizaco Apizaco,

Más detalles

Tema 4 Difusión en estado sólido

Tema 4 Difusión en estado sólido Tema 4 Difusión en estado sólido Sabemos que los materiales están formados por átomos. Se ha modelado el agrupamiento de los átomos como un conjunto de esferas sólidas ordenadas siguiendo un patrón definido.

Más detalles

Magnéticas. Esquema. Cerámicas Magnéticas

Magnéticas. Esquema. Cerámicas Magnéticas Cerámicas Magnéticas Esquema -Conceptos básicos de Magnetismo -Tipos de magnetismos -Dominios magnéticos -Histéresis magnética -Materiales magnéticos blandos y duros -Ferritas blandas: -Estructura -Propiedades

Más detalles

DEFECTOS E IMPERFECCIONES CRISTALINAS

DEFECTOS E IMPERFECCIONES CRISTALINAS DEFECTOS E IMPERFECCIONES CRISTALINAS Realmente no existen cristales perfectos sino que contienen varios tipos de imperfecciones y defectos, que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas

Más detalles

Magnetismo. Rubén Pérez. Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid, Spain ruben.perez@uam.

Magnetismo. Rubén Pérez. Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid, Spain ruben.perez@uam. Magnetismo Rubén Pérez Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid, Spain ruben.perez@uam.es Física del Estado Sólido II, Tema 3, Curso 2010/2011 Orden magnético:

Más detalles

Medición de Susceptibilidad Magnética χ de Materiales

Medición de Susceptibilidad Magnética χ de Materiales Medición de Susceptibilidad Magnética χ de Materiales Marco Antonio Escobar y Mario Alatorre Laboratorio de Propiedades Magnéticas de Materiales Centro Nacional de Metrología Contenido: - El concepto de

Más detalles

Magnetismo en films y multicapas Alejandro Butera Centro Atómico Bariloche, CNEA.

Magnetismo en films y multicapas Alejandro Butera Centro Atómico Bariloche, CNEA. Magnetismo en films y multicapas Alejandro Butera Centro Atómico Bariloche, CNEA. Anisotropía en materiales magnéticos bulk y de dimensiones reducidas. Exchange anisotropy, anisotropía unidireccional y

Más detalles

T9 LOS METALES FERROSOS

T9 LOS METALES FERROSOS T9 LOS METALES FERROSOS Índice 1. Generalidades acerca de los metales 1.1 Estructuras cristalinas 1.2 Aleaciones. Soluciones sólidas. 2. Los metales ferrosos 2.1 Productos férreos industriales 3. El proceso

Más detalles

Capítulo 3 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES

Capítulo 3 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Fundamentos de la Tecnología de Materiales 1 TEMA 1 Capítulo 3 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES Fundamentos de la Tecnología de Materiales 2 Podemos clasificar los materiales en base a sus aplicaciones.

Más detalles

Tema 2 Estructuras Cristalinas

Tema 2 Estructuras Cristalinas Tema 2 Estructuras Cristalinas Para poder comprender las propiedades de los materiales, y poder por tanto seleccionar el material idóneo para una aplicación específica, se hace necesario comprender la

Más detalles

dominios magnéticos en un ferromagneto; pequeñas partículas

dominios magnéticos en un ferromagneto; pequeñas partículas dominios magnéticos en un ferromagneto; pequeñas partículas bulk Cristal >10 15 átomos >10 µm dominio: 1-10 µm (10 12-10 15 átomos) partícula submicrométrica: (

Más detalles

Capítulo 3. Magnetismo

Capítulo 3. Magnetismo Capítulo 3. Magnetismo Todos hemos observado como un imán atrae objetos de hierro. La razón por la que ocurre este hecho es el magnetismo. Los imanes generan un campo magnético por su naturaleza. Este

Más detalles

ESTRUCTURA Y CRISTALIZACION DE LOS METALES

ESTRUCTURA Y CRISTALIZACION DE LOS METALES Materiales Metálicos 2do. Ingeniería Mecánica ESTRUCTURA Y CRISTALIZACION DE LOS METALES Ing. Víctor Gómez U. T. N Facultad Regional Tucumán METALURGIA FISICA Es la ciencia que se ocupa de estudiar las

Más detalles

Medición del ciclo de histéresis de un material ferromagnético

Medición del ciclo de histéresis de un material ferromagnético Medición del ciclo de histéresis de un material ferromagnético Leandro Carballo (a) y Ramón Gómez (b) Laboratorio de Física II, Curso 007 Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas y Naturales Universidad

Más detalles

Neodimio, Nd Descubierto Año 1885

Neodimio, Nd Descubierto Año 1885 Neodimio, Nd Pablo Vivo Verdú http://www..pvivov.net Asociación Curie Marzo 2003 Neodimio, Nd Descubierto Año 1885 En muchos libros es habitual que se ponga poca información de los elementos del grupo

Más detalles

FUNDICIONES. 2 a 4,5 % C 0,5 a 3,5 % Si 0,4 a 2 % Mn 0,01 a 0,2 % S 0,04 a 0,8 % P

FUNDICIONES. 2 a 4,5 % C 0,5 a 3,5 % Si 0,4 a 2 % Mn 0,01 a 0,2 % S 0,04 a 0,8 % P FUNDICIONES FUNDICIONES Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de silicio del 0.5 al 4%, del manganeso hasta 2%, bajo azufre y bajo fósforo. Se caracterizan

Más detalles

TEMA 4 ELECTROMAGNETISMO

TEMA 4 ELECTROMAGNETISMO TEMA 4 ELECTROMAGNETISMO IV.1 Magnetismo e imanes IV.2 Electroimanes IV.3 Flujo magnético IV.4 Fuerza magnética IV.5 Inducción electromagnética IV.6 Autoinducción Cuestiones 1 IV.1 MAGNETISMO E IMANES

Más detalles

Tema 2.- Estructura de la Materia

Tema 2.- Estructura de la Materia BLOQUE II.- ESTRUCTURA Estructura de la Materia * James F. Shackerlford Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros. Cuarta edición. Ed. Prentice Hall (1998) * Pat L. Mangonon Ciencia de Materiales:

Más detalles

Capítulo 5. Propiedades Mecánicas. 1.5. Ensayos mecánicos. 1.5.1. Prueba Tensil

Capítulo 5. Propiedades Mecánicas. 1.5. Ensayos mecánicos. 1.5.1. Prueba Tensil Capítulo 5 Propiedades Mecánicas 1.5. Ensayos mecánicos 1.5.1. Prueba Tensil Figura 49 Curva esfuerzo deformación obtenida a través de la prueba tensil. El esfuerzo de ingeniería y deformación de ingeniería

Más detalles

cúbicos. Isotropía elástica. Relaciones de Cauchy. Teoría reticular de los coeficientes de elasticidad. Aplicación a los metales.

cúbicos. Isotropía elástica. Relaciones de Cauchy. Teoría reticular de los coeficientes de elasticidad. Aplicación a los metales. INDICE GENERAL 1. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS.............,............. 1 \ Grupo de translación. Cristales de dos dimensiones. Grupos puntuales de dos dimensiones. Restricción de los grupos

Más detalles

DEFORMACION DEL ACERO DEFORMACION = CAMBIOS DIMENSIONALES+CAMBIOS ENLA FORMA

DEFORMACION DEL ACERO DEFORMACION = CAMBIOS DIMENSIONALES+CAMBIOS ENLA FORMA DEFORMACION DEL ACERO DEFORMACION = CAMBIOS DIMENSIONALES+CAMBIOS ENLA FORMA Según la norma DIN 17014, el término deformación se define como el cambio dimensional y de forma de un pieza del producto de

Más detalles

Estructura de los Sólidos

Estructura de los Sólidos Estructura de los Sólidos Estructura Cristalina OBJETIVOS a) Definir sólidos cristalinos y amorfos b) Definir estructura cristalina c) Describir las diferentes estructuras cristalinas d) Utilizar índices

Más detalles

FES. Magnetismo. Física fundamental:

FES. Magnetismo. Física fundamental: El magnetismo en los sólidos es un problema muy interesante y amplio y con implicaciones en muchos aspectos tanto de física fundamental como de física aplicada y física experimental. Física fundamental:

Más detalles

PRINCIPALES ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE LA FUNDICIÓN ESFEROIDAL

PRINCIPALES ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE LA FUNDICIÓN ESFEROIDAL PRINCIPALES ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE LA FUNDICIÓN ESFEROIDAL Dentro de los factores más importantes a tener en cuenta en una eficiente nodulización podemos considerar como el más importante la composición

Más detalles

Saturación. Conceptos básicosb

Saturación. Conceptos básicosb Saturación Conceptos básicosb Fuerzas intermoleculares Las fuerzas intermoleculares o Cohesión n intermolecular son fuerzas electromagnéticas ticas las cuales actúan an entre moléculas o entre regiones

Más detalles

6. Máquinas eléctricas.

6. Máquinas eléctricas. 6. Máquinas eléctricas. Definiciones, clasificación y principios básicos. Generadores síncronos. Campos magnéticos giratorios. Motores síncronos. Generadores de corriente continua. Motores de corriente

Más detalles

4 - Materiales Magnéticos

4 - Materiales Magnéticos Electromagnetismo 4 4-1 4 - Materiales Magnéticos Introducción En este capítulo presentamos las características fundamentales y algunas aplicaciones de materiales magnéticos de interés tecnológico. Magnetismo

Más detalles

FIGURA 3.62(a) Doblado de lámina metálica; (b) en el doblado ocurre elongación a la tensión y a la compresión.

FIGURA 3.62(a) Doblado de lámina metálica; (b) en el doblado ocurre elongación a la tensión y a la compresión. 09... OPERACIONES DE DOBLADO En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, como se muestra en la figura.6. Durante la operación de doblado,

Más detalles

5 CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS

5 CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS 5 CARACERIZACIÓN DE MAERIALES PIEZOELÉCRICOS 5.1 INRODUCCIÓN El objetivo del trabajo es estudiar tres fenómenos piezoeléctricos: la deformación que, sin esfuerzo mecánico, experimenta un cristal cuando

Más detalles

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO COMBISOL CEIP EL SOL (MADRID)

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO COMBISOL CEIP EL SOL (MADRID) ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO I. LA ELECTRICIDAD La linterna o la televisión necesitan energía para funcionar. La forma de energía que utilizan es la electricidad. 1. La electricidad estática Normalmente los

Más detalles

III. ESTADOS DE LA MATERIA

III. ESTADOS DE LA MATERIA III. ESTADOS DE LA MATERIA Fuerzas Intermoleculares Las fuerzas intermoleculares Son fuerzas de atracción entre las moléculas y son mas débiles que las fuerzas intramoleculares (enlaces químicos). Ejercen

Más detalles

Tema 15 Clasificación de los metales ferrosos.

Tema 15 Clasificación de los metales ferrosos. Tema 15 Clasificación de los metales ferrosos. Los aceros son aleaciones de hierro y carbono que pueden contener cantidades apreciables de otros elementos de aleación. Existe una gran cantidad de aleaciones

Más detalles

Estructura Interna de los Materiales

Estructura Interna de los Materiales TEMA III Estructura Interna de los Materiales LECCIÓN 3 Estructura Cristalina y Amorfa 1 3.1 ESTADOS DE LA MATERIA Ciencia y Tecnología de los Materiales La materia puede presentarse en tres estados: gaseoso,

Más detalles

TEMA 1: NOCIONES DE ESTADO SÓLIDO. La importancia de la estructura, el enlace y los estados electrónicos sobre las propiedades del material

TEMA 1: NOCIONES DE ESTADO SÓLIDO. La importancia de la estructura, el enlace y los estados electrónicos sobre las propiedades del material TEMA 1: NOCIONES DE ESTADO SÓLIDO La importancia de la estructura, el enlace y los estados electrónicos sobre las propiedades del material Sólido: Substancias elásticas rígidas, es decir, substancias que

Más detalles

FMM= Fuerza magnetomotriz en amperio-vuelta (Av) N = Número de espira I = Intensidad de corriente (A)

FMM= Fuerza magnetomotriz en amperio-vuelta (Av) N = Número de espira I = Intensidad de corriente (A) Flujo magnético Φ El campo magnético se representa a través de las líneas de fuerza. La cantidad de estas líneas se le denomina flujo magnético. Se representa por la letra griega Φ; sus unidades son weber

Más detalles

Semiconductores magnéticos diluidos: Materiales para la espintrónica

Semiconductores magnéticos diluidos: Materiales para la espintrónica Temas de Física Semiconductores magnéticos diluidos: Materiales para la espintrónica A. Quesada, M. A. García, J. L. Costa-Krämer, J. F. Fernández, M. Martín-González, A. Hernando Los dispositivos electrónicos

Más detalles

2.1.- ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

2.1.- ESTRUCTURA DEL ÁTOMO 2.1.- ESTRUCTURA DEL ÁTOMO El átomo está formado por un núcleo, que contiene nuetrones y protones, el que a su vez esta rodeado por electrones. La carga eléctrica de un átomo es nula. Número atómico es

Más detalles

INSTRUMENTOS MECÁNICOS Características y funcionamiento

INSTRUMENTOS MECÁNICOS Características y funcionamiento INSTRUMENTOS MECÁNICOS Características y funcionamiento Estos indicadores basan su funcionamiento en la conversión directa, por medios mecánicos, de un determinado efecto físico, en un movimiento que servirá

Más detalles

PÉRDIDA DE CARGA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA.

PÉRDIDA DE CARGA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA. PÉRDIDA DE CARGA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA. Con unos costos de la energía en aumento y con unas limitaciones cada vez mayores a la emisión de gases de efecto invernadero, el diseño de equipos e instalaciones

Más detalles

Fundamentos de Materiales - Prácticas de Laboratorio Práctica 9. Práctica 9 DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE MATERIALES TRANSPARENTES

Fundamentos de Materiales - Prácticas de Laboratorio Práctica 9. Práctica 9 DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE MATERIALES TRANSPARENTES Práctica 9 DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE MATERIALES TRANSPARENTES 1. Objetivos docentes Familiarizarse con las propiedades ópticas de refracción y reflexión de materiales transparentes. 2.

Más detalles

MARCOS OMAR CRUZ ORTEGA 08/12/2009

MARCOS OMAR CRUZ ORTEGA 08/12/2009 Física II (Inductancia Magnética) Presentado por: MARCOS OMAR CRUZ ORTEGA (Actual alumno de Ing. en Sistemas Computacionales) 08/12/2009 Tabla de contenido 1 Introducción... 3 2 El campo magnético... 4

Más detalles

Unidad6 ENDURECIMIENTO POR ALEACION. ALEACIONES CON SOLUBILIDAD PARCIAL EN ESTADO SOLIDO

Unidad6 ENDURECIMIENTO POR ALEACION. ALEACIONES CON SOLUBILIDAD PARCIAL EN ESTADO SOLIDO Unidad6 ENDURECIMIENTO POR ALEACION. ALEACIONES CON SOLUBILIDAD PARCIAL EN ESTADO SOLIDO 1 PRESENTACION En esta Unidad se analiza la casuística que aparece cuando en el estado sólido existen componentes

Más detalles

Segunda parte. Laboratorio de Física Universitaria II (FISI 3014)

Segunda parte. Laboratorio de Física Universitaria II (FISI 3014) Segunda parte Laboratorio de Física Universitaria II (FISI 3014) 172 Experimento 1 ELECTROSTÁTICA Introducción El concepto básico del curso de Física Universitaria II, y su laboratorio, es la carga eléctrica.

Más detalles

Fundiciones grises aleadas de alta resistencia

Fundiciones grises aleadas de alta resistencia Fundiciones grises aleadas de alta resistencia Ing. Manuel Vega Utrera Docente de Ciencia e Ingeniería de Materiales y Metalurgia Universidad de Montevideo, Facultad de Ingeniería La fabricación de piezas

Más detalles

Instrucciones Sólo hay una respuesta correcta por pregunta. Salvo que se indique explícitamente lo contrario, todas las resistencias, bombillas o

Instrucciones Sólo hay una respuesta correcta por pregunta. Salvo que se indique explícitamente lo contrario, todas las resistencias, bombillas o 1. Una partícula de 2 kg, que se mueve en el eje OX, realiza un movimiento armónico simple. Su posición en función del tiempo es x(t) = 5 cos (3t) m y su energía potencial es E pot (t) = 9 x 2 (t) J. (SEL

Más detalles

Materiales: Estructura interna y propiedades

Materiales: Estructura interna y propiedades Materiales: Estructura interna y propiedades Para satisfacer esa curiosidad que muestra el protagonista de nuestra historia, va a hacer como los detectives de algunas películas: mirar los materiales con

Más detalles

Facultad de Ingeniería y Arquitectura PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LOS SUELOS

Facultad de Ingeniería y Arquitectura PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LOS SUELOS PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LOS SUELOS Capilaridad El proceso de capilaridad es el ascenso que tiene el agua cuando se introduce verticalmente un tubo de vidrio de diámetro pequeño (desde unos milímetros

Más detalles

8.2.1 Campo magnético creado por un conductor cuando es atravesado por una corriente eléctrica

8.2.1 Campo magnético creado por un conductor cuando es atravesado por una corriente eléctrica ELECTROTECNIA.- 1CI1M 8.2 Electromagnetismo MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO Los imanes producen un campo magnético considerable, pero para ciertas aplicaciones éste resulta todavía muy débil. Para conseguir

Más detalles

EXAMEN FISICA PAEG UCLM. JUNIO 2014. SOLUCIONARIO

EXAMEN FISICA PAEG UCLM. JUNIO 2014. SOLUCIONARIO OPCIÓN A. POBLEMA 1. Un planeta gigante tiene dos satélites, S1 y S2, cuyos periodos orbitales son T 1 = 4.52 días terrestres y T 2 = 15.9 días terrestres respectivamente. a) Si el radio de la órbita del

Más detalles

3. Motores de corriente continua

3. Motores de corriente continua 3. Motores de corriente continua 1. Principios básicos Tipos de máquinas eléctricas Generador: Transforma cualquier clase de energía, normalmente mecánica, en eléctrica. Transformador: Modifica alguna

Más detalles

La estructura cristalina de los metales

La estructura cristalina de los metales La estructura cristalina de los metales Moisés Hinojosa* INTRODUCCIÓN Dentro del universo de los materiales para ingeniería, los metales ocupan un lugar preponderante. En nuestra región, la industria metal-mecánica

Más detalles

TERMODINAMICA 1 Conceptos Basicos

TERMODINAMICA 1 Conceptos Basicos TERMODINAMICA 1 Conceptos Basicos Prof. Carlos G. Villamar Linares Ingeniero Mecánico MSc. Matemáticas Aplicada a la Ingeniería 1 CONTENIDO DEFINICIONES BASICAS Definición de Termodinámica, sistema termodinámico,

Más detalles

Actuadores Motor de corriente continua

Actuadores Motor de corriente continua Introducción a la electrónica industrial Patricio G. Donato Jonatan Fischer Noelia Echeverría Nahuel Dalgaard Laboratorio de Instrumentación y Control (LIC) Introducción a la electrónica industrial 1 Esquema

Más detalles

Contenido del módulo 3 (Parte 66)

Contenido del módulo 3 (Parte 66) 3.1 Teoría de los electrones Contenido del módulo 3 (Parte 66) Localización en libro "Sistemas Eléctricos y Electrónicos de las Aeronaves" de Paraninfo Estructura y distribución de las cargas eléctricas

Más detalles

TEMA 8 ESTRUCTURA CRISTALINA

TEMA 8 ESTRUCTURA CRISTALINA Tema 8. Estructura cristalina 1 TEMA 8 ESTRUCTURA CRISTALINA Los sólidos pueden clasificarse: 1.- Por su ordenación: 1a. Sólidos amorfos: tienen una estructura desordenada. Sus átomos o moléculas se colocan

Más detalles

Mediciones Eléctricas

Mediciones Eléctricas UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA Mediciones Eléctricas Ing. Roberto Solís Farfán CIP 84663 APARATOS DE MEDIDA ANALOGICOS Esencialmente el principio de funcionamiento

Más detalles

EXAMEN FÍSICA PAEG UCLM. SEPTIEMBRE 2013. SOLUCIONARIO OPCIÓN A. PROBLEMA 1

EXAMEN FÍSICA PAEG UCLM. SEPTIEMBRE 2013. SOLUCIONARIO OPCIÓN A. PROBLEMA 1 OPCIÓN A. PROBLEMA 1 Una partícula de masa 10-2 kg vibra con movimiento armónico simple de periodo π s a lo largo de un segmento de 20 cm de longitud. Determinar: a) Su velocidad y su aceleración cuando

Más detalles

El H solo necesita 2 electrones en su capa de valencia como el He.

El H solo necesita 2 electrones en su capa de valencia como el He. Tema II. Enlace químico Concepto de enlace químico y modelos de enlace Un enlace químico se caracteriza por una situación de mínima energía, respecto a los átomos de partida que lo forman, de ahí que la

Más detalles

Unidad Nº 9 Inducción magnética

Unidad Nº 9 Inducción magnética Unidad Nº 9 Inducción magnética Inducción magnética 9.1 - Se coloca una bobina de alambre que contiene 500 espiras circulares con radio de 4 cm entre los polos de un electroimán grande, donde el campo

Más detalles

Docente: Carla De Angelis Curso: T.I.A. 5º

Docente: Carla De Angelis Curso: T.I.A. 5º POLARIMETRIA La polarimetría es una técnica que se basa en la medición de la rotación óptica producida sobre un haz de luz linealmente polarizada al pasar por una sustancia ópticamente activa. La actividad

Más detalles

ESTADO SOLIDO. Propiedades 03/07/2012. Fuerte interacción entre partículas

ESTADO SOLIDO. Propiedades 03/07/2012. Fuerte interacción entre partículas ESTADO SOLIDO Propiedades Fuerte interacción entre partículas Ocupan posiciones relativamente fijas las partículas vibran Tienen forma propia y definida Son prácticamente incompresibles No difunden entre

Más detalles

Apuntes: Energía Solar Fotovoltaica (ESF) Módulo 2: PRINCIPIO FÍSICO DE LOS DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS

Apuntes: Energía Solar Fotovoltaica (ESF) Módulo 2: PRINCIPIO FÍSICO DE LOS DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS Apuntes: Energía Solar Fotovoltaica (ESF) Módulo 2: PRICIPIO FÍSICO DE LOS DISPOSITIVOS FOTOVOLTAICOS Prof. Rafael Martín Lamaison 5 de Marzo de 2004 COTEIDO Introducción: conceptos básicos Átomos Electrones

Más detalles

ESTADO SOLIDO Al contrario de lo que sucede con los estados líquido y gaseoso, una sustancia en estado sólido posee forma definida y rigidez.

ESTADO SOLIDO Al contrario de lo que sucede con los estados líquido y gaseoso, una sustancia en estado sólido posee forma definida y rigidez. ESTADO SOLIDO Al contrario de lo que sucede con los estados líquido y gaseoso, una sustancia en estado sólido posee forma definida y rigidez. Por rigidez se entiende que la energía de las atracciones intermoleculares

Más detalles

ALUMNO: AUTOR: Prof. Lic. CLAUDIO NASO

ALUMNO: AUTOR: Prof. Lic. CLAUDIO NASO ALUMNO: AUTOR: Prof. Lic. CLAUDIO NASO 5-5.1- Conceptos básicos 5.1.1- Imanes Naturales: Seguramente, desde que se conoce el hierro, se conocen los fenómenos magnéticos, que justamente deben su nombre

Más detalles

CAPITULO 1. Motores de Inducción.

CAPITULO 1. Motores de Inducción. CAPITULO 1. Motores de Inducción. 1.1 Introducción. Los motores asíncronos o de inducción, son prácticamente motores trifásicos. Están basados en el accionamiento de una masa metálica por la acción de

Más detalles

ASIGNATURA: ÁMBITO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO 4º ESO

ASIGNATURA: ÁMBITO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO 4º ESO 1. CONTENIDOS MÍNIMOS DE LA ASIGNATURA los contenidos mínimos para el Ámbito científico-tecnológico los podemos agrupar así: Contenidos mínimos de ámbito científico tecnológico MATEMÁTICAS UNIDAD 1: Números

Más detalles

CAPITULO IV PROBETAS SOMETIDAS A FLEXIÓN

CAPITULO IV PROBETAS SOMETIDAS A FLEXIÓN CAPITULO IV PROBETAS SOMETIDAS A FLEXIÓN Para poder determinar el aporte real que podrían hacer las fibras obtenidas del PET reciclado dentro de un material compuesto, se decide hacer unas probetas de

Más detalles

Agua. Agua. Estructura del agua. Estructura del agua. Estructura del agua. Dra. Edith Ponce A. enlace covalente polar (100 kcal/mol).

Agua. Agua. Estructura del agua. Estructura del agua. Estructura del agua. Dra. Edith Ponce A. enlace covalente polar (100 kcal/mol). Agua Agua Dra. Edith Ponce A. Es la sustancia más abundante en la biosfera la encontramos en sus tres estados comprende del 65 y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas Sus propiedades físicas

Más detalles

LUIS ENRIQUE PEDRAZA 20102283035 SERGIO ARTURO IBÁÑEZ O.20102283005

LUIS ENRIQUE PEDRAZA 20102283035 SERGIO ARTURO IBÁÑEZ O.20102283005 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD TECNOLOGICA INGENIERIA EN CONTROL SEMINARIO DE INVESTIGACION DISEÑO Y FABRICACION DE UN PROTOTIPO DE UN MOTOGENERADOR MAGNETICO LUIS ENRIQUE PEDRAZA

Más detalles

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO VÍTREO BAJO LA AMPLIA DENOMINACIÓN GENÉRICA DE VIDRIOS O DE CUERPOS VÍTREOS QUEDA COMPRENDIDA UNA GRAN VARIEDAD

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO VÍTREO BAJO LA AMPLIA DENOMINACIÓN GENÉRICA DE VIDRIOS O DE CUERPOS VÍTREOS QUEDA COMPRENDIDA UNA GRAN VARIEDAD CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO VÍTREO BAJO LA AMPLIA DENOMINACIÓN GENÉRICA DE VIDRIOS O DE CUERPOS VÍTREOS QUEDA COMPRENDIDA UNA GRAN VARIEDAD DE SUSTANCIAS QUE, AUNQUE A TEMPERATURA AMBIENTE TIENEN LA APARIENCIA

Más detalles

PROBLEMAS TEMA 2. FASES y TRANSFORMACIONES DE FASE. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

PROBLEMAS TEMA 2. FASES y TRANSFORMACIONES DE FASE. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO PROBLEMAS TEMA 2. FASES y TRANSFORMACIONES DE FASE. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO 1. Se adjunta el peso atómico y el radio atómico de tres hipotéticos metales. Determinar para cada una de ellas si su estructura

Más detalles

Asignatura: Materiales II

Asignatura: Materiales II Asignatura: Materiales II Grado en Ingeniería de la Edificación Curso Académico 2013/14 Curso 2º 2º Cuatrimestre Objetivos de la Asignatura: Conocer las características químicas, físicas y mecánicas, durabilidad

Más detalles

Aquellos que nos permiten inspeccionar el 100 % de la muestra, obteniendo datos del estado total o parcial de la misma sin

Aquellos que nos permiten inspeccionar el 100 % de la muestra, obteniendo datos del estado total o parcial de la misma sin END. Fundamentos T- 1 Qué son los E.N.D.? Aquellos que nos permiten inspeccionar el 100 % de la muestra, obteniendo datos del estado total o parcial de la misma sin destruir ni alterar sus características.

Más detalles

METAL DURO CON RECUBRIMIENTO

METAL DURO CON RECUBRIMIENTO INFORMACIÓN GENERAL METAL DURO CON RECUBRIMIENTO CVD = Calidades con recubrimiento por Deposición Química de Vapor GC2015, GC2025, GC2135, GC235, GC3005, GC3015, GC3020, GC3025, GC3115, GC4015, GC4025,

Más detalles

El colector solar de placa plana (C.P.P)

El colector solar de placa plana (C.P.P) Aplicaciones del Cobre / Energía Solar El colector solar de placa plana (C.P.P) El colector de placa plana se suele integrar en los llamados sistemas de energía solar de baja temperatura, los cuales se

Más detalles

Sistemas de grabación magnética

Sistemas de grabación magnética Sistemas de grabación magnética Más memoria en menos espacio Hay un límite a la miniaturización de los ordenadores? Página 2 Algo de Historia Grabación y lectura magética Página El magnetismo es un fenómeno

Más detalles

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: ULTRASONIDOS

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: ULTRASONIDOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS: Los ensayos mediante U.S. permiten la medida de espesores reales en servicio, espesores de películas protectoras, de pinturas, de recubrimientos, así como la localización y medida

Más detalles

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SAN SEBASTIÁN TECNUN UNIVERSIDAD DE NAVARRA Trabajo de Sistemas Eléctricos - CURSO 2005-2006 DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA ÍNDICE 1 Diseño de

Más detalles

Tema 4.- Solidificación y Difusión

Tema 4.- Solidificación y Difusión BLOQUE II.- ESTRUCTURA * William F. Smith Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales. Tercera Edición. Ed. Mc-Graw Hill * James F. Shackerlford Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros.

Más detalles

OBSERVACIÓN DE DOMINIOS MAGNÉTICOS MEDIANTE TÉCNICA DE BITTER

OBSERVACIÓN DE DOMINIOS MAGNÉTICOS MEDIANTE TÉCNICA DE BITTER OBSERVACIÓN DE DOMINIOS MAGNÉTICOS MEDIANTE TÉCNICA DE BITTER Blanca Hernando Departamento de Física TÉCNICA DE BITTER - Refinamiento del método de visualización de líneas de campo con limaduras de Fe.

Más detalles

TECNOLOGIA RESUMEN DEL TEMA 3 (NOCIONES DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO)

TECNOLOGIA RESUMEN DEL TEMA 3 (NOCIONES DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO) TECNOLOGIA RESUMEN DEL TEMA 3 (NOCIONES DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO) Existen 2 clases de electrización, la positiva (que se representa con + ), y la negativa (que se representa con - ). Hay una partícula

Más detalles

MÉTODOS DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X

MÉTODOS DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X MÉTODOS DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X Métodos de Fluorescencia de rayos X. Los espectros de rayos X característicos se excitan cuando se irradia una muestra con un haz de radiación X de longitud de onda

Más detalles

Definimos así a la región del espacio donde se manifiestan acciones magnéticas.

Definimos así a la región del espacio donde se manifiestan acciones magnéticas. Unidad N 1 - TRANSFORMACION DE LA ENERGIA CAMPO MAGNETICO: Definimos así a la región del espacio donde se manifiestan acciones magnéticas. ELECTROMAGNETISMO Ley de Biot Savart En todo conductor recorrido

Más detalles

TRANSFORMADOR NÚCLEOS

TRANSFORMADOR NÚCLEOS TRANSFORMADOR El transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético.

Más detalles

2003, Ernesto de Jesús Alcañiz

2003, Ernesto de Jesús Alcañiz 2003, Ernesto de Jesús Alcañiz 5 Gases y líquidos 5.1 La teoría cinético-molecular de los gases 5.2 Predicciones de la teoría cinético-molecular 5.3 Los gases reales: ecuación de Van der Waals 5.4 Propiedades

Más detalles

CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA

CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA LA MATERIA CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA - Todo lo que existe en el universo está compuesto de Materia. - La Materia se clasifica en Mezclas y Sustancias Puras. - Las Mezclas son combinaciones de sustancias

Más detalles

Tema 3: Semiconductores

Tema 3: Semiconductores Tema 3: Semiconductores 3.1 Semiconductores intrínsecos y dopados. Los semiconductores son sustancias cuya conductividad oscila entre 10-3 y 10 3 Siemen/metro y cuyo valor varia bastante con la temperatura.

Más detalles

Fig. 1. Partes fundamentales de un disco duro

Fig. 1. Partes fundamentales de un disco duro LECTURA Y ESCRITURA DE INFORMACIÒN EN UN DISCO DURO UNIVERSIDAD DISTRITAL FCO. JOSÉ DE CALDAS TENDENCIAS EN DIDÁCTICA DE LA FÍSICA LICENCIATURA EN FÍSICA SERGIO CUELLAR 20021135020 MARCELA P. GONZÁLEZ

Más detalles

Magnetismo en Materia Condensada

Magnetismo en Materia Condensada Magnetismo en Materia Condensada Dr. José Mejía López Oficina 6-418 e-mail: jmejia@puc.cl Sitio Web: http://neel2.fis.puc.cl/cncm/magnetismo/index.html Origen de los dominios - Evidencia directa de la

Más detalles

Medida del recubrimiento de hormigón y localización de barras

Medida del recubrimiento de hormigón y localización de barras González,E.yAlloza,A.M. Medida del recubrimiento de hormigón y localización de barras FUNDAMENTO El recubrimiento actúa como una barrera física entre la armadura y el ambiente al que se encuentra expuesta

Más detalles

Sistema termodinámico

Sistema termodinámico IngTermica_01:Maquetación 1 16/02/2009 17:53 Página 1 Capítulo 1 Sistema termodinámico 1.1 Introducción En sentido amplio, la Termodinámica es la ciencia que estudia las transformaciones energéticas. Si

Más detalles

PRÁCTICA Nº 8: CICLOS DE HISTÉRESIS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS. TRANSFORMADORES.

PRÁCTICA Nº 8: CICLOS DE HISTÉRESIS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS. TRANSFORMADORES. PRÁCTICA Nº 8: CICLOS DE HISTÉRESIS DE MATERIALES FERROMAGNÉTICOS. TRANSFORMADORES. Objetivos: Medida de los ciclos de histéresis de un medio ferromagnético, observación de la saturación de la imanación,

Más detalles

Conductividad en disoluciones electrolíticas.

Conductividad en disoluciones electrolíticas. Conductividad en disoluciones electrolíticas. 1.- Introducción 2.- Conductores 3.- Definición de magnitudes 3.1- Conductividad específica 3.2 Conductividad molar " 4. Variación de la conductividad (, ")

Más detalles

TECNOLOGÍA. Tema 1. Materiales metálicos.

TECNOLOGÍA. Tema 1. Materiales metálicos. TECNOLOGÍA Tema 1. Materiales metálicos. 1. LOS METALES. Debido a que es un material que se puede encontrar como tal en la naturaleza (solo unos pocos) o que son fáciles de obtener a partir del mineral

Más detalles