Ingeniero

MATERIALES MAGNETICOS DE ALTA FRECUENCIA

Materiales blandos:
Aleaciones de Fe y Si. Los materiales magnéticos blandos de más amplia utilización, por ejemplo en motores, transformadores 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 blandomagnéticamente, 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. Además disminuye la ductilidad del Fe provocando que para contenidos de Simayores del 4% no se pueden laminar el material.

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 sesuelen 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.

Vidrios metálicos. Los vidrios metálicos son una clase relativamente nueva de materiales metálicos cuya característica dominante es una estructura no cristalina (amorfa). Sefabrican por un proceso de solidificación rápida (~106 °C/s). Los vidrios metálicos tienen unas 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 losmetaloides 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 prácticamente 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 parásitasserán 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 (Fe80B20 ®Metglas 2605). Este tipo de materiales encuentra aplicaciones en transformadores de energía, sensores magnéticos de posición ó deformación y cabezas de grabación.

Aleaciones de Fe y Ni. Poseen energíasmagnetocristalina 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.

Materiales para media frecuencia
Materialesmagnéticos duros
Los materiales magnéticos duros se caracterizan por una alta fuerza coercitiva Hc y una alta inducción magnética remanente Br; 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...