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Imanes permanentes

Los imanes elementales de un material ferromagnético se alinean mediante magnetización (véase histéresis) en un campo magnético externo. El uso de materiales magnéticos duros garantiza que los materiales conserven su magnetización incluso después de desconectar el campo magnético y sin corriente eléctrica a temperaturas inferiores a la temperatura máxima de funcionamiento. El resultado es un imán permanente.
Los imanes permanentes o imanes permanentes consisten en  por ejemplo, hierro, cobalto y níquel, o aleaciones de los mismos.

Histéresis de los imanes

Si se aplica un campo magnético externo a un material ferromagnético (aún no magnetizado) y se mide la magnetización resultante en función del campo magnético externo, no se observa una relación lineal, sino que la magnetización se satura a partir de un determinado campo magnético externo. Si el campo magnético externo se vuelve a reducir a 0, queda una cierta magnetización residual, la llamada remanencia. El material ferromagnético se ha magnetizado. Para reducir la magnetización residual a cero, se requiere un campo opuesto al campo magnético externo original. La intensidad de campo a la que la magnetización del material se reduce a cero se denomina intensidad de campo coercitivo. La curva de histéresis describe la evolución de la magnetización en el material en función del campo magnético externo.
Los puntos característicos de la curva de histéresis son la magnetización de saturación, la magnetización de remanencia y la intensidad de campo coercitivo.
Cuanto mayores sean la remanencia y la coercitividad, más fuerte será el imán.

Resistencia a la temperatura de los imanes

Un parámetro importante en relación con la dependencia de la temperatura del magnetismo de los imanes permanentes es la llamada temperatura de Curie (llamada así por Pierre Curie). La temperatura Curie es la temperatura a la que un ferromagneto cambia de estado ferromagnético a paramagnético. Esta transición de fase es reversible. Por encima de la temperatura de Curie, el ferromagnetismo desaparece y el material pasa a ser paramagnético. Si se vuelve a bajar la temperatura por debajo de la temperatura de Curie, el material vuelve a ser ferromagnético, pero la magnetización original ya no existe. Por lo tanto, el material debe volver a magnetizarse,
por lo que está claro que los materiales sólo pueden utilizarse como materiales magnéticos por debajo de la temperatura de Curie.
En la práctica, es importante saber que un imán permanente pierde su polarización magnética muy por debajo de la temperatura de Curie y que esto es irreversible.
Esta temperatura (máxima) es diferente para los distintos materiales ferromagnéticos y es una propiedad específica del imán respectivo.

Fabricación de imanes

Aquí se describe la fabricación de ferromagnetos.
Los imanes permanentes fuertes se fabrican mediante un proceso de prensado. Para ello, el material base finamente molido preparado (por ejemplo, una aleación de tierras raras) se prensa en un molde y, a continuación, se sinteriza a altas temperaturas. Tras el proceso de sinterización, la magnetización se consigue mediante un fuerte campo magnético externo y los imanes se llevan a la geometría final deseada mediante corte, serrado y taladrado.
Por último, el imán, ya sea de ferrita, AlNiCo o neodimio, puede estar provisto de un recubrimiento adaptado a la aplicación.
Por regla general, este recubrimiento es metálico, por ejemplo, níquel, oro, cobre. Níquel, oro, cobre, pero también puede ser orgánico.
Los imanes de neodimio suelen recubrirse para hacerlos más resistentes a las influencias ambientales.
A continuación, el imán acabado se somete a un control de calidad.

Imanes de neodimio - los imanes más fuertes del mundo

Los imanes de ferrita fueron durante mucho tiempo la medida de todas las cosas y, por tanto, los imanes permanentes más fuertes disponibles.
No fue hasta el desarrollo de los imanes de tierras raras por parte de General Motors y Sumitomo en 1982 cuando se inició una nueva era para los imanes. Los llamados imanes de neodimio hechos de neodimio, hierro y boro (Nd₂Fe₁₄B) tienen una estructura cristalina con alta anisotropía e intensidades de campo coercitivo extremadamente altas. Con una densidad de energía magnética máxima de aprox. 500 kJ/m³, dejan en la sombra a los imanes de ferrita (normalmente en torno a 30 kJ/m³). La fuerza adhesiva de un imán de neodimio es aproximadamente 10 veces mayor que la de un imán de ferrita del mismo volumen. En otras palabras, se necesita un imán de ferrita mucho más grande para generar la misma fuerza adhesiva que un imán de neodimio.
Esto convierte a los imanes de neodimio, también conocidos como superimanes, en los imanes más fuertes que existen actualmente en el mundo.
Un imán de neodimio con una longitud de borde de unos pocos centímetros puede alcanzar una fuerza adhesiva de varios 100 kg.
Sin embargo, los imanes de neodimio son más caros y menos resistentes a la intemperie que los imanes de ferrita. Para aumentar la resistencia a las influencias externas, los imanes de neodimio suelen estar recubiertos (por ejemplo, de níquel, oro o cobre).
También hay que tener en cuenta la temperatura máxima de funcionamiento de los imanes de neodimio, que es significativamente inferior a la de los imanes de ferrita.
 

Preguntas abiertas

Por supuesto, no todas las preguntas sobre imanes, magnetismo, etc. están cubiertas aquí. Se podrían llenar libros enteros con ellas, sobre todo si también le interesa la descripción matemática y física exacta de todos los fenómenos magnéticos.
Sin embargo, si tiene más preguntas para las que no encuentra respuesta en el apartado "Información" de la página web de MagnetMax, por supuesto puede ponerse en contacto en cualquier momento con el equipo de la tienda de imanes Magnetmax. Nuestros expertos en imanes estarán encantados de ayudarle.