Dominios En Materiales Magneticos

2.6 Dominios en Materiales Magnéticos
Una propiedad remarcable de los materiales ferrimagneticos es que, además de tener magnetización espontanea, esta magnetización puede ser influenciada por la aplicación de campos magnéticos muy débiles. Aun el campo de la Tierra (50mT) puede causar cambios en la magnetización a través de las fuerzas de interacción atómicas. Recordemos que las fuerzas deinteracción responsables de la magnetización espontanea pueden alcanzar intensidades de 1000 T, es decir, casi 100 millones de veces más grande que el campo magnético de la Tierra.
Lo que permite que ocurra este hecho, es que la muestra en realidad está compuesta por pequeñas regiones llamadas Dominios Magnéticos, dentro de cada una de las cuales la magnetización local está saturada, pero nonecesariamente en la misma dirección. Los dominios son pequeños (1-100 micrones), pero mucho más grandes que las distancias interatómicas.
La existencia de dominios se manifiesta a través de algunas propiedades magnéticas, en particular la coercitividad y la remanencia varían mucho con el tamaño de grano. En la figura 2.6.1 se puede apreciar en que medida influye el tamaño de grano en un parámetro como lafuerza coercitiva Hc .
El comportamiento magnético puede ser subdividido en base al tamaño de grano en cuatro categorías;


1. SPM Super paramagnético
2. SD Monodominio (Singel Domain)
3. PSD Pseudo-Monodominio (Pseudo Single Domain)
4. MD Multidominio

La coercitividad máxima para un material dado ocurre cuando esta dentro del rango de dominios sencillos. Para tamaños de grano grandes, lacoercitividad disminuye, debido a que el grano se subdivide en dominios. Para tamaños de granos pequeños, la coercitividad de nuevo disminuye, esta vez debido a los efectos aleatorios de la energía térmica.
Fuerza Coercitiva en función del tamaño de partícula

























Los dominios constituyen un concepto fundamental en magnetismo. Ferromagnetismo y ferrimagnetismo pueden ser definidosgeneralmente como las propiedades que exhiben aquellos materiales que poseen magnetización espontanea, Magnetización de saturación dependiente de la temperatura pero ligeramente dependiente del campo aplicado. La teoría del ferromagnetismo, basado en la interacción electrónica de fuerzas, predice la magnetización de saturación, sin embargo no nos dice nada sobre la dirección de magnetización.Experimentalmente, para un espécimen homogéneo a temperatura constante, la magnetización de saturación es uniforme pero la dirección de esta es en general no uniforme de una región a otra (en escala de micrones a milímetros).

2.6.1 Monodominio (SD)
Si se disminuye paulatinamente el tamaño de grano, llegara un momento en que las dimensiones del grano sean tan pequeñas que no se podrá alojar a una paredde dominio. Es decir para granos con estas dimensiones o menores no se pueden crear dominios dentro del grano. A este tamaño crítico se le conoce como régimen de monodominio (SD por sus siglas en ingles). Todo grano en régimen de monodominio se magnetiza uniformemente hasta su magnetización de saturación.
Los monodominios son muy importantes. Para cambiar la magnetización de un grano conmultidominio se necesita trasladar la pared del dominio, un proceso energéticamente sencillo, que puede realizarse en campos magnéticos relativamente pequeños. Por esta razón los granos con multidominios son magnéticamente suaves con bajos valores en coercitividad y remanencia.

2.6.2 Pseudo Monodominio (PSD)
Mientras la distinción entre monodominio y multidominio es obvia, no los es para el caso degranos pequeños, ya que estos exhiben un comportamiento mixto: alta remanencia (característico de monodominios) y baja coercitividad (característico de multidominios). A este régimen se le conoce como Pseudo-Monodominio (PSD por sus siglas en ingles). Para la magnetita este comportamiento mixto ocurre en el rango de 0.1-20 mm. Para la hematita el rango de comportamiento mixto tiene su mínimo en 0.2...