Os materiais magnéticos são aqueles que possuem naturalmente propriedades de atração ou repulsão sobre outros materiais. Por exemplo: ferro, níquel, cobalto, ferrite.
O fenômeno de atração e repulsão entre materiais se denomina magnetismo e é uma parte do eletromagnetismo (o campo da física que combina os fenômenos elétricos e magnéticos). Um campo magnético é um modelo matemático que explica a interação magnética entre as correntes elétricas e os materiais magnéticos. O magnetismo ocorre quando os materiais estão sob a influência de um campo magnético.
Os materiais magnéticos têm sido estudados pelo homem desde épocas antigas e hoje são aproveitados em numerosas aplicações industriais e cotidianas. São facilmente reconhecidos, pois respondem à presença de um íman (de fato, servem para construir ímãs) ou de um eletroímã (um circuito elétrico capaz de gerar campos magnéticos).
- Veja também: Propriedades físicas e químicas da matéria
Tipos de materiais magnéticos
São conhecidos vários tipos de materiais magnéticos, cada um com uma resposta particular aos estímulos de um campo magnético, e são eles:
- Diamagnéticos. Materiais que repelem campos magnéticos através de forças de baixa intensidade que, eventualmente, podem ser temporariamente trocadas.
- Paramagnéticos. Materiais capazes de responder à ação de um campo magnético, sendo atraídos, mas incapazes de serem permanentemente magnetizados. Se removermos as propriedades paramagnéticas do campo magnético, elas simplesmente desaparecem.
- Ferromagnéticos. Materiais fortemente magnéticos, ligados ao ferro e outros metais, que em condições normais são atraídos por um campo magnético e conservam o magnetismo. No entanto, ao serem aquecidos acima da Temperatura de Curie (temperatura à qual um material ferromagnético se converte em paramagnético), tornam-se paramagnéticos.
- Ferrimagnéticos. Materiais usualmente derivados da ferrite e de tipo cerâmico. São suscetíveis de magnetização permanente ou por saturação (quando ocorre isto, não aumenta mais a magnetização, ainda que aumente a força do campo magnético), tal como os ferromagnéticos, mas com menos intensidade. Também se tornam paramagnéticos quando aquecidos acima da Temperatura de Curie.
- Superparamagnéticos. Materiais ferromagnéticos que se encontram em suspensão em uma matriz dielétrica (material com baixa condutividade elétrica) e, portanto, retêm algumas características dos ferromagnéticos e outras dos paramagnéticos.
- Ferrites. Materiais cerâmicos com baixa condutividade elétrica. São ímãs muito poderosos que respondem aos campos magnéticos, ainda mais que o ferro.
- Não magnéticos. Materiais que não afetam em absoluto as linhas de um campo magnético, ou seja, não respondem ao magnetismo de nenhuma maneira.
- Antiferromagnéticos. Materiais que rejeitam a magnetização, mesmo sob o efeito de um campo magnético induzido, por mais poderoso que seja.
Por último, é preciso esclarecer que praticamente toda a matéria responde de alguma forma à presença das forças magnéticas, só que não o faz da mesma maneira nem com o mesmo grau de intensidade.
Exemplos de materiais magnéticos
- Ferro (Fe). É o material ferromagnético por excelência. É um metal de transição extremamente abundante no planeta (o único metal mais abundante que o ferro é o alumínio). O núcleo da Terra é feito deste metal em estado líquido e, justamente, é o seu movimento que gera os polos magnéticos do planeta que servem às bússolas para o seu funcionamento.
- Cobalto (Co). É um metal branco azulado de propriedades ferromagnéticas, que geralmente se encontra junto ao níquel, tanto na terra como nos meteoritos de ferro. Apresenta numerosos estados de oxidação, que lhe permitem constituir diversos compostos metálicos que a baixas temperaturas se mostram, ao contrário, como antiferromagnéticos: óxido de cobalto (II) (CoO) e tetraóxido de dicobalto (Co3O4).
- Níquel (Ni). É um metal de transição branco-amarelado, é muito dúctil e maleável e um grande condutor de eletricidade e calor, tornando-o ferromagnético à temperatura ambiente. Em muitos casos, ele compartilha características com o ferro, mas é muito mais resistente à corrosão do que o ferro.
- Bismuto (Bi). É um elemento químico metálico muito escasso, como a prata. É um dos mais fortemente diamagnéticos (resistentes à magnetização) que existem, é mau condutor de eletricidade e calor, e em um campo magnético pode aumentar a sua resistência elétrica, e ser útil para medir a intensidade das forças nesse campo.
- Germânio (Ge). É um semimetal de cor branca acinzentada, resistente aos ácidos e alcalinos, que apresenta a mesma estrutura cristalina do diamante. Dado que as suas propriedades são consideradas intermediárias entre metais e não metais, este elemento é diamagnético, apesar de ser um semicondutor da eletricidade.
- Grafite (C). É uma das formas de aparecimento do carbono (junto ao carvão e ao diamante). É preto, brilhante, mau condutor de eletricidade e, portanto, diamagnético, uma vez que opera na melhor das hipóteses como um semicondutor.
- Gases nobres (halogênios). São um conjunto de elementos da Tabela Periódica que apresentam uma baixíssima reatividade com qualquer outra substância, por isso os denominam frequentemente de “inertes”. Hélio, argônio, criptônio, neônio e outros são alguns exemplos. Na presença de campos magnéticos são diamagnéticos.
- Magnésio (Mg). Embora não se encontre em forma livre na natureza (mas como parte de outros compostos, o magnésio é um metal leve, insolúvel em água, branco prateado e extremamente inflamável, que tem propriedades paramagnéticas.
- Ferrite. O ferrite é um material cerâmico que responde muito potentemente aos campos magnéticos, mais ainda que o ferro, o que permite a sua utilização para magnetizar outros materiais e produzir, por exemplo, ímãs.
- Aço macio. O aço é uma ligação de ferro com outros elementos metálicos (como o níquel, cobalto ou cobre) ou não metálicos (como o carbono ou o enxofre) e, portanto, retém muitas das suas propriedades, dependendo da porcentagem de mistura que exiba. O aço macio contém níveis de carbono entre 0,15 e 0,25%, ou seja, quase ferro puro, e conserva muitas das suas propriedades ferromagnéticas.
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