Tutti i tipi di materiali e sostanze possiedono qualche tipo di proprietà magnetiche che sono elencate più avanti in questo articolo. Ma normalmente la parola "materiali magnetici" è usata solo per i materiali ferromagnetici (descrizione sotto), tuttavia, i materiali possono essere classificati nelle seguenti categorie basate sulle proprietà magnetiche da essi mostrate. I due tipi più comuni di magnetismo sono il diamagnetismo e il paramagnetismo, che rappresentano la maggior parte della tavola periodica degli elementi a temperatura ambiente. Questi elementi sono solitamente indicati come non magnetici, mentre quelli indicati come magnetici sono in realtà classificati come ferromagnetici. L'unico altro tipo di magnetismo osservato negli elementi puri a temperatura ambiente è l'antiferromagnetismo. Infine, i materiali magnetici possono anche essere classificati come ferrimagnetici, anche se questo non è osservato in nessun elemento puro ma può essere trovato solo in composti, come gli ossidi misti, noti come ferriti, da cui deriva il nome ferrimagnetismo. Il valore della suscettibilità magnetica rientra in un intervallo particolare per ogni tipo di materiale.

I materiali che non sono fortemente attratti da un magnete sono noti come materiali paramagnetici. Ad esempio: alluminio, stagno, magnesio, ecc. La loro permeabilità relativa è piccola ma positiva. Ad esempio: la permeabilità dell'alluminio è: 1,00000065. Tali materiali si magnetizzano solo quando vengono posti in un campo magnetico estremamente forte e agiscono nella direzione del campo magnetico.

I materiali paramagnetici hanno dipoli atomici individuali orientati in modo casuale come mostrato di seguito:

La forza magnetica risultante è quindi zero. Quando viene applicato un forte campo magnetico esterno, i dipoli magnetici permanenti si orientano parallelamente al campo magnetico applicato e danno origine a una magnetizzazione positiva. Poiché l'orientamento dei dipoli parallelo al campo magnetico applicato non è completo, la magnetizzazione è molto piccola.

I materiali che vengono respinti da un magnete come zinco, mercurio, piombo, zolfo, rame, argento, bismuto, legno, ecc., sono conosciuti come materiali diamagnetici. La loro permeabilità è leggermente inferiore a uno. Ad esempio, la permeabilità relativa del bismuto è 0,00083, il rame è 0,000005 e il legno è 0,9999995. Sono leggermente magnetizzati quando vengono posti in un campo magnetico molto intenso e agiscono nella direzione opposta a quella del campo magnetico applicato.

Nei materiali diamagnetici, i due campi magnetici relativamente deboli causati dalla rivoluzione orbitale e dalla rotazione assiale degli elettroni intorno al nucleo sono in direzioni opposte e si annullano a vicenda. Nei loro non sono presenti dipoli magnetici permanenti. I materiali diamagnetici hanno pochissime o nessuna applicazione nell'ingegneria elettrica.

In un materiale diamagnetico gli atomi non hanno momento magnetico netto quando non è applicato alcun campo. Sotto l'influenza di un campo applicato (H) gli elettroni in rotazione precessano e questo movimento, che è un tipo di corrente elettrica, produce una magnetizzazione (M) nella direzione opposta a quella del campo applicato. Tutti i materiali hanno un effetto diamagnetico, tuttavia, spesso l'effetto diamagnetico è mascherato dal termine paramagnetico o ferromagnetico più grande. Il valore della suscettibilità è indipendente dalla temperatura.

I materiali fortemente attratti da un campo magnetico o da un magnete sono noti come materiali ferromagnetici, ad esempio: ferro, acciaio, nichel, cobalto, ecc. La permeabilità di questi materiali è molto molto alta (fino a diverse centinaia o migliaia).

Gli effetti magnetici opposti del moto orbitale degli elettroni e della rotazione degli elettroni non si eliminano a vicenda in un atomo di tale materiale. C'è un contributo relativamente grande da parte di ogni atomo che favorisce l'instaurarsi di un campo magnetico interno, in modo che quando il materiale viene posizionato in un campo magnetico, il suo valore aumenta di molte volte rispetto al valore presente nello spazio libero prima che il materiale fosse collocato lì.

Per scopi di ingegneria elettrica sarà sufficiente classificare i materiali come semplicemente materiali ferromagnetici e non ferromagnetici. Quest'ultimi includono materiali con permeabilità relativa praticamente uguale a uno, mentre i primi hanno permeabilità relativa molte volte superiore a uno. I materiali paramagnetici e diamagnetici rientrano nei materiali non ferromagnetici.

3.1 Materiali ferromagnetici morbidi

Hanno un'alta permeabilità relativa, bassa forza coercitiva, si magnetizzano e smagnetizzano facilmente e presentano un'isteresi estremamente piccola. I materiali ferromagnetici morbidi sono il ferro e le sue varie leghe con materiali come nichel, cobalto, tungsteno e alluminio. La facilità di magnetizzazione e smagnetizzazione li rende altamente adatti per applicazioni che coinvolgono flussi magnetici variabili come elettromagneti, motori elettrici, generatori, trasformatori, induttori, ricevitori telefonici, relè, ecc. Sono inoltre utili per la schermatura magnetica. Le loro proprietà possono essere notevolmente migliorate attraverso una lavorazione accurata e mediante riscaldamento e lento ricottura per ottenere un alto grado di purezza cristallina. Il grande momento magnetico a temperatura ambiente rende i materiali ferromagnetici morbidi estremamente utili per circuiti magnetici, ma i ferromagnetici sono ottimi conduttori e subiscono perdite di energia dovute alle correnti parassite generate al loro interno. Vi è una perdita di energia aggiuntiva dovuta al fatto che la magnetizzazione non procede in modo uniforme ma a piccoli salti. Questa perdita è chiamata perdita residua magnetica e dipende esclusivamente dalla frequenza della variazione della densità di flusso e non dalla sua intensità.

3.2 Materiali ferromagnetici duri

Hanno una permeabilità relativamente bassa e una forza coercitiva molto elevata. Sono difficili da magnetizzare e smagnetizzare. I materiali ferromagnetici duri tipici includono acciaio al cobalto e varie leghe ferromagnetiche di cobalto, alluminio e nichel. Mantengono una percentuale elevata della loro magnetizzazione e presentano perdite di isteresi relativamente alte. Sono particolarmente adatti per l'uso come magneti permanenti in altoparlanti, strumenti di misura, ecc.

Le ferriti sono un gruppo speciale di materiali ferromagnetici che occupano una posizione intermedia tra materiali ferromagnetici e non ferromagnetici. Sono costituite da particelle estremamente fini di un materiale ferromagnetico con elevata permeabilità e sono tenute insieme da una resina legante. La magnetizzazione prodotta nelle ferriti è sufficientemente elevata da avere valore commerciale, ma la loro saturazione magnetica non è alta come quella dei materiali ferromagnetici. Come nel caso dei ferromagnetici, le ferriti possono essere ferriti morbide o dure.

4.1 Ferriti Morbide

I magneti in ceramica, chiamati anche ceramiche ferromagnetiche, sono realizzati con un ossido di ferro, Fe2O3, con uno o più ossidi divalenti come NiO, MnO o ZnO. Questi magneti presentano una curva di isteresi quadrata e un'alta resistenza e smagnetizzazione sono apprezzati per magneti destinati a macchine di calcolo, dove si desidera una resistenza elevata. Il grande vantaggio delle ferriti è la loro alta resistività. I magneti commerciali hanno una resistività fino a 10^9 ohm-cm. Le correnti parassite generate da campi alternati sono quindi ridotte al minimo, e l'ambito di applicazione di questi materiali magnetici si estende alle alte frequenze, anche alle microonde. Le ferriti sono realizzate con cura mescolando ossidi in polvere, compattando e sinterizzando a temperature elevate. I trasformatori ad alta frequenza in televisori e ricevitori a modulazione di frequenza sono quasi sempre realizzati con nuclei in ferrite.

4.2 Ferriti Duri

Questi sono materiali magnetici permanenti in ceramica. La famiglia più importante di ferriti dure ha la composizione di base MO.Fe2O3, dove M è uno ione di bario (Ba) o di stronzio (Sr). Questi materiali hanno una struttura esagonale e sono a basso costo e densità. Le ferriti dure sono utilizzate in generatori, relè e motori. Le applicazioni elettroniche includono magneti per altoparlanti, campanelli telefonici e ricevitori. Sono anche usate in dispositivi di tenuta per chiudiporta, sigilli, chiusure e in diversi modelli di giocattoli.

Fonte Originale: https://electronicspani.com/types-of-magnetic-materials/

NBAEM è il fornitore professionale di materiali magnetici dalla Cina. Abbiamo esportato materiali magnetici su misura per oltre dieci anni. Offriamo prodotti di qualità e servizi di alto livello. Se stai cercando di approvvigionarti di materiali magnetici o hai domande durante l'importazione dei prodotti magnetici dalla Cina, puoi contattarci direttamente.