Imán de samario-cobalto: Imán de neodimio

APUNTES SOBRE IMANES:
Imán de Ferrita o Cerámico:
Son la variedad de imanes mas conocidos. De color gris oscuro estan fabricados de un compuesto de
oxido de hierro y carbonado de Bario/Estroncio. Son los imanes mas baratos, resisten temperaturas de
hasta 300º y son bastante resistentes a la corrosion. Estos imanes si bien son los mas usados, en los
ultimos años estan siendo reemplazados por imanes mas potentes como los de neodimio que permiten
una importante disminución de tamaño, ideal para ciertas aplicaciones.
Imán de samario-cobalto:
Un imán de samario-cobalto es un tipo de imán de tierras raras, un fuerte imán permanente hecho de
una aleación de samario y cobalto. Fueron desarrollados a principio de los años 1970s. Son de manera
general el segundo tipo más fuerte de imanes, menos fuertes que los imanes de neodimio, pero tienen
mayores temperaturas de trabajo y una mayor coercividad. Son frágiles, y propensos a agrietarse y
astillarse.
Los imanes de Samario Cobalto fueron prácticamente reemplazados por los imanes de Neodimio salvo
en los casos que se requiera imanes que soporten altas temperaturas.
Riesgos:
Los imanes de samario–cobalto pueden astillarse fácilmente; debe utilizarse protección en los
ojos cuando se les esté manejando.
Permitir a los imanes chocar entre sí se hagan añicos, lo que puede causar un riesgo potencial.
El samario–cobalto es manufacturado mediante un proceso llamado sinterización, y como con
todos los materiales sinterizados, las inherentes grietas son muy posibles. Los imanes no proveen
integridad mecánica; en su lugar, el imán debe ser utilizado para sus funciones magnéticas y otros
sistemas mecánicos deben ser diseñados para proveer la confiabilidad mecánica del sistema.
(Nota: Extraido y editado de un articulo publicado en Wikipedia)
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Imán de neodimio:
Un imán de neodimio (también conocido como iman NdFeB, NIB, o Neo) es el tipo de imán de tierras
raras más extensamente utilizado; se trata de un imán permanente hecho de
una aleación de neodimio, hierro y boro, combinados para formar un compuesto que cristaliza en
el sistema cristalino tetragonal con la fórmula empírica Nd2Fe14B. Fue desarrollado en 1982 por la General
Motors y la división de metales especiales de la Sumitomo Metal Industries. Los imanes de neodimio son
los más poderosos tipos de imanes permanentes hechos por el hombre. Han reemplazado a otros tipos
de imanes en muchísimas aplicaciones de la industria moderna que requieren imanes permanentes de
gran poder; aplicaciones tales como la fabricación de motores en herramientas inalámbricas, discos
duros, y sellos magnéticos.
Aplicaciones
En tecnología
Imanes en forma de anillo.
Disco duro.
Imanes en forma de esferas cubiertos de niquel.
Los imanes de neodimio han reemplazado a los tradicionales imanes de alnico y ferrita en muchas de las
miles de aplicaciones que tienen en la tecnología moderna, allí donde se requiera poderosos imanes
permanentes para una determinada aplicación. Esto es debido a que su gran potencia permite el uso de
piezas mucho más pequeñas y livianas. Algunos ejemplos:
Actuadores para las cabezas de lectura de discos duros
Producción de imágenes por resonancia magnética nuclear (MRI)
Pastillas para guitarras eléctricas.
Altoparlantes y auriculares
Trampas Magneticas
Motores eléctricos
Herramientas inalámbricas
servomotores
motores síncronos
motores paso a paso
Motores para automóviles tanto híbridos como eléctricos. (El motor eléctrico de
cada Toyota Prius requiere de 1 kilogramo de neodimio para su fabricación.)
generadores eléctricos para turbinas de viento; hasta 600 kg de materia prima
por megawatt (se estima que el contenido de neodimio es de 31% del peso del imán).
La demanda para el neodimio en vehículos eléctricos se estima que es 5 veces mayor que en turbinas de
viento.
Otras aplicaciones: Además, la mayor fuerza de los imanes de neodimio ha inspirado nuevas
aplicaciones en áreas donde los imanes no eran usados anteriormente, tales como broches de joyería
magnéticos, conjuntos de construcción magnéticos para niños (y otros juguetes de imanes de neodimio) y
como parte del mecanismo de cierre del equipo moderno de paracaidismo deportivo.
La fuerza y la homogeneidad del campo magnético en los imanes de neodimio ha abierto también nuevas
aplicaciones en el campo médico con la introducción de escáneres de imagen por resonancia
magnética (MRI) usados para visualizar el cuerpo en departamentos de radiología como una alternativa a
los imanes superconductores que usan una bobina de alambre superconductor para producir el campo
magnético. Como con la mayoría de los imanes basados en sólidos, el gradiente del campo magnético de
los imanes de neodimio disminuye hacia los centros de sus superficies, así que hay una fuerza que atrae
objetos metálicos a los bordes.
Riesgos:
La enorme fuerza ejercida por los imanes de tierras raras han creado riesgos que no se habían visto para
otros tipos de imanes. Incluso imanes de neodimio apenas un poco más grandes que un par de
centímetros cúbicos son lo suficientemente poderosos como para causar graves lesiones a cualquier
parte del cuerpo que quede pinzada entre dos imanes, o entre un imán y una superficie metálica,
pudiendo provocar hasta fracturas. Si accidentalmente una persona queda atrapada entre dos imanes, o
entre un imán y una superficie metálica, la reacción natural de esta persona es tratar de liberar el miembro
o la parte corporal atrapada. Sin embargo, debido a que esto en general hace que el espacio entre los dos
magnetos se reduzca, la fuerza de pinzamiento generada entre ellos puede llegar a hacerse
peligrosamente grande. De ser posible, la persona debería tratar de soportar el dolor y hacer lo que esté a
su alcance para aumentar la distancia entre los imanes (o por lo menos prevenir que se sigan acercando),
y recién después tratar de retirar el miembro atrapado. Los profesionales que trabajan con tales imanes
suelen incluir cuñas de bronce como parte habitual de sus herramientas.
Imanes librados a su suerte, pueden chocar unos contra otros con fuerza suficiente como para astillarse y
provocar una lluvia de astillas volando a gran velocidad que pueden causar serias lesiones. Ha habido
incluso casos de niños que habiéndose tragado varios imanes de neodimio, han sufrido severas lesiones
y hasta la muerte al quedar dos o más asas de su tracto gastrointestinal atrapadas entre los imanes. Los
fuertes campos magnéticos pueden ser peligrosos para dispositivos mecánicos o electrónicos, como así
también pueden provocar la pérdida de datos en dispositivos de almacenamiento magnéticos tales
como floppy disks y tarjetas de crédito, y magnetizar relojes y otros mecanismos de relojería como así
también crear sombras fantasma en monitores TRC a grandes distancias.
Alnico:
El álnico o alnico es una aleación formada principalmente de cobalto, aluminio y níquel, aunque también
puede contener hierro, cobre y en ocasiones titanio. Su uso principal es en aplicaciones magnéticas.
Álnico es un acrónimo, y se refiere a las aleaciones de metal que están compuestas principalmente de
aluminio (Al símbolo), níquel (símbolo Ni) y cobalto (Co símbolo), por lo tanto, al-ni-co, con la adición de
hierro, cobre, y a veces, de titanio, por lo general Al 8-12%, 15-26% Ni, 5.24% Co, hasta el 6% de Cu,
hasta el 1% de Ti, y el resto de Fe.
Las aleaciones de álnico son ferromagnéticas y se usan para hacer imanes permanentes. Antes del
desarrollo de imanes de tierras raras en la década de 1970, fueron el tipo más fuerte de imán. Otros
nombres comerciales de las aleaciones de esta familia son: Alni, Alcomax, Hycomax, Columax, y Ticonal.
El desarrollo de álnico comenzó en 1931, cuando T. Mishima en Japón descubrió que una aleación de
hierro, níquel, aluminio tenía una coercitividad magnética (resistencia a la pérdida de magnetismo) de
400 Oersted, el doble de los mejores aceros de imán de la época.
Propiedades
Las aleaciones de álnico hacen fuertes imanes permanentes y pueden ser magnetizados para
producir campos magnéticos intensos. De los imanes más comúnmente disponibles, solo los imanes de
tierras raras como el imán de neodimio y el imán de samario-cobalto son más fuertes. Los imanes de
álnico pueden producir fuerzas del campo magnético en sus polos tan altas como 1500 gauss (0,15 tesla)
o alrededor de 3000 veces la fuerza del campo magnético de la Tierra. Algunas marcas de álnico son
isótropas y se pueden magnetizar eficientemente en cualquier dirección. Otros tipos, como el álnico 5 y el
álnico 8, son anisótropos, cada uno de ellos con una dirección preferida de magnetización o de
orientación. Las aleaciones anisótropas en general tienen una mayor capacidad magnética en una
orientación preferente de los tipos de isótropa. La remanencia del álnico (Br) podrá ser superior a 12.000
gauss (1.2 T), su coercitividad (Hc) puede ser de hasta 1000 Oersted (80 kA / m), su producto de la
energía ((BH) max) puede ser de hasta 5,5 mg · Oe (unos 44 T / m). Esto significa que el álnico puede
producir un flujo magnético en el circuito magnético cerrado, pero tiene una resistencia relativamente
pequeña a la desmagnetización.
Las piezas y componentes de álnico se producen mediante procesos de moldeado o sinterización. Los
imanes de alnico anisotrópico se orientan por calentamiento por encima de una temperatura crítica, y la
refrigeración en la presencia de un campo magnético. Tanto el alnico isótropo como el anisótropo
necesitan un tratamiento térmico adecuado para el desarrollo óptimo de las propiedades magnéticas - sin
lo cual su coercitividad es de unos 10 Oe, comparable a la del hierro técnico, que es un material
magnético blando. Después del tratamiento térmico el álnico se convierte en un material compuesto,
llamado material de precipitación, que está formado por hierro y cobalto precipitados en una matriz rica en
Ni y Al.
El álnico anisótropo se orienta a lo largo del eje magnético deseado mediante la aplicación de un campo
magnético externo a ella durante la nucleación de partículas precipitados, que se producen con un
enfriamiento de 900 °C (1.650 º F) a 800 ° C (1.470 º F), cerca del punto de Curie. Sin un campo externo
existen anisotropías locales de diferentes orientaciones, debido a la magnetización espontánea. La
estructura de precipitado es una «barrera» contra los cambios de magnetización, pues prefiere algunos
estados de magnetización que requieren mucha energía para obtener el material en cualquier estado
intermedio. Además, un débil campo magnético cambia la magnetización de la fase matriz única, y es
reversible.
Las aleaciones de álnico tienen algunos de los puntos de Curie más altos que cualquier material
magnético, alrededor de 800 °C (1.470 ºF), aunque l a temperatura máxima se limita normalmente a unos
538 °C (1.000 ºF). Son los únicos imanes que tienen magnetismo útil incluso cuando se calientan al rojo
vivo.
Esta propiedad, así como su fragilidad y alto punto de fusión, es el resultado de la fuerte tendencia hacia
el orden, debido a la vinculación entre intermetálicos aluminio y sus otros componentes. Son también uno
de los imanes más estables si se manejan adecuadamente.
A partir de 2008, los imanes de Alnico costarán alrededor de $ 44/kg ($ 20/libras) o $ 4.30/BHmax
Usos:
Los imanes de alnico son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales y de consumo donde se
necesitan fuertes imanes permanentes; como en los motores eléctricos, las pastillas de guitarra eléctrica,
micrófonos, sensores, altavoces, y los imanes de herradura. En muchas aplicaciones están siendo
reemplazados por los imanes de tierras raras, cuyos campos más fuertes (Br) y los productos más
grandes de energía (BHmax) permiten a los imanes de menor tamaño, utilizarlos para una aplicación
dada.
(Nota: Articulos extractados y editados de Wikipedia)