Materials magnètics tous, Magnetoelásticos i Magnetoresistentes

1999/02/01 Plazaola, Fernando Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Elektronika
• Materialak

Els materials magnètics (MM) es poden classificar en dos grans apartats: MM TOUS i MM DURS en seccions. Els MM tous poden magnetizarse en camps magnètics molt febles (obtenint propietats d'imant), però són fàcilment desmagnetizables (una vegada eliminat el camp que els ha magnetizado perden les seves propietats d'imant). Aquests materials s'utilitzen en electroimants, motors, generadors, transformadors i altres dispositius que moltes vegades necessiten magnetizar i desmagnetizar (a vegades 50 vegades per segon). Per a poder magnetizar els MM durs és necessari aplicar camps violents, però una vegada magnetizados, encara que es retira el camp exterior, les propietats de l'imant continuen convertint-se en imants permanents.

El nostre equip ha investigat en els últims 15 anys MM tous, MM amorfs i nanocristales amb propietats extremes. Per a l'obtenció d'aquests materials utilitzem velocitats de refredament.Els àtoms desordenats en estat líquid (al voltant de 1000 °C) els fem passar a l'estat sòlid en mil·lèsimes de segon perquè no tinguin temps d'ordenar (veure figura). Aquests materials són d'àtoms metàl·lics com a Fe, Ni i/o Co i B, Si, P... Estan constituïts per una mescla de metal·loides "".

En estar " tan desordenats" no tenen cap direcció privilegiada per a la "magnetització", ni tan sols a nivell atòmic. Per tant, encara que el camp magnètic aplicat és molt feble, la magnetització induïda es dirigirà cap a la direcció del camp. En aquesta situació, zones molt vulnerables són capaces de magnetizar completament aquests materials. Aquests camps poden representar fins a cent del camp magnètic terrestre. (És molt feble però orienta les seves "influències" brúixoles i petits imants que poden estar en alguns bacteris, coloms o roques).

El camp magnètic aplicat en MM tous no és l'única magnitud que influeix en la magnetització, en alguns casos les tensions mecàniques poden ser determinants en la magnetització d'aquests materials. A aquest efecte se'l denomina MAGNETOELASTICITAT. En alguns MM amorfs, especialment en aquells amb major número de Fe, la sensibilitat a la tensió de la magnetització pot variar segons 1.000 o 10.000 factors (mantenint fix el camp exterior). Aquesta enorme sensibilitat és molt apropiada per a la construcció de sensors de diferents tipus (és a dir, sensors de força, deformació, vibració, etc.), així com per a altres aplicacions més "sofisticades", com la detecció magnètica d'objectes allunyats, en les quals treballem des de fa anys.

L'altra propietat general dels materials magnètics és la variació de la resistivitat elèctrica associada al procés de magnetització, MR. En la majoria dels MM aquesta variació és molt petita (<2%), però alguns materials (compostos intercalats per la capa magnètica amb capes no magnètiques i formats per petits grans magnètics submergits en materials no magnètics) presenten un MR gegant (~ 50%). Així mateix, recentment s'han trobat materials (òxids de la i Mn) que presenten variacions de resistència a certes temperatures en alguns ordres de magnat. Aquest tipus de canvis de resistència tan espectaculars (1.000%-10.000%) es denominen MR colossal i seran molt aplicables en un futur pròxim als sensors. El nostre equip acaba d'iniciar la recerca d'aquests materials i les seves aplicacions, com per exemple la “detecció de posició sense contacte” en la suspensió dels cotxes.

• Títol del projecte: Materials magnètics tous, Magnetoelásticos i Magnetoresistentes.
• Objectiu: 1) Recerca de la relació entre estructura i propietats en els materials a dalt esmentats. 2) La millora dels citats materials. 3) Disseny i prova de sensors basats en els citats materials.
• Finançament: Govern Basc, CYCIT, UPV
• Director: J. M. Barandiaran
• Equip de recerca: F. Plazaola, S.L. Fdez-Gubieda, J. Gutierrez, J.S. Garitaonandia, G. Kurlandiskaya, J.L. Muñoz
• Departament: Departament d'Electricitat i Electrònica.
• Centre: Facultat de Ciències.