MAGNETIZAÇÃO NOS MATERIAIS FERRO- MAGNÉTICOS

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Melissa Sampaio Terra
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1 MAGNTIZAÇÃO NO MATRIAI FRRO- MAGNÉTICO Wgnr Fgurdo Dprtnto d Físc Flornópols C UFC O ojtvo dst trlho é plcr org d gntção spontân crtos trs chdos frrognétcos, coo té nvstgr o ppl dspnhdo pl tprtur n plcção dss fnôno Coo or dos ltors não dv str flrd co s tors tus d Físc (Mcânc Quântc, Físc sttístc tc), coo qus todo trlho fto tulnt plos físcos stá rlcondo co ls, procurros, tnto qunto possívl, não nos prndros à lngug o forlso utldos n plcção dos fnônos frrognétcos ntrtnto, não podos gnorr qu o frrogntso só pod sr ntnddo stsftornt dntro dos cpos tus d Físc st lguns trs n ntur qu, so n usênc d cpos gnétcos trnos, possu u gntção dfrnt d ro n tprtur nt Coo plo, ctos o frro, qu possu u gntção spontân té u tprtur d 1043 K, o colto, qu s coport d s for té 1394 K o níqul qu s nté gntdo té 631 K (Vl rssltr qu tprtur nt é d prodnt T = 300 K) r sss trs, u dgr d gntção função d tprtur t o sgunt spcto: qu Tc é tprtur n qul o trl ncontr-s gntdo r coprndros o fnôno, gnos u crstl d níqul fordo por N átoos d níqul, dspostos rgulrnt dus dnsõs tos: Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

2 A cd átoo d níqul do dgr ostrdo n Fg2 ssocos u dtrndo onto gnétco, chdo té d pn, pos cd átoo d níqul coport-s coo u pquno dpolo gnétco or qu o níqul t u dpolo gnétco? Os átoos frrognétcos possu sus cds ltrôncs lguns létrons dsprlhdos, rsponsávs plo fnôno frrognétco Todos já dv tr fto u rcíco Quíc nvolvndo dstrução dos létrons ns cds ltrôncs dos átoos; nós vos prnchndo os orts dos nos os s nrgétcos, colocndo-s dos létrons ntprllos (spns opostos) cd ortl Os ftos gnétcos dsss dos spns opostos cncl-s; ntrtnto, no níqul trs slrs st orts, os s nrgétcos, co pns u létron,o qu dá u fto gnétco não nulo prtculr, n or ds prêncs o níqul coport-s coo tndo ftvnt pns u létron dsprlhdo ortnto, n Fg 2, u átoo qulqur d níqul pod tr dus orntçõs gnétcs possívs: ou pr qu u dpolo gnétco é colocdo nu cpo gnétco trno, tnd s orntr n drção dst cpo (por plo, gulh d u ússol ornt-s n drção do cpo gnétco trrstr) o cpo gnétco stá o longo d drção, os spns ornt-s nss drção dus confgurçõs nrgétcs são possívs: () h = -hs () h = hs qu s é o vlor do onto gnétco do átoo h éocpognétco trno Coo <, stução () é s fvorcd fscnt por sr nos nrgétc U possívl dstrução dos ontos gnétcos n rd ntror é sgunt: nst, or dos átoos s ornt no sntdo do cpo trno h oré, sto nd não é sufcnt pr plcr o frrogntso; st u nrg d ntrção ntr os átoos vnhos forçndo-os s orntr prllnt uns rlção os outros ss ntrção, chd Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

3 tulnt d coplnto d troc J, ocorr dvdo u ntrção létrc ntr os létrons d dos átoos vnhos coo () (j) n Fg 3 A nrg d troc ntr os dos spns vnhos () (j) é troc j J j troc j dd pl prssão, qu J é gntud d ntrção O vlor d J dpnd d ntur do trl consdrdo J > O, tndênc d dos spns vnhos é d s orntr no so sntdo, o qu dá u nrg d troc ngtv (s stávl) () (j) stvr orntdos ntprllnt, C tprtur do conjunto d átoos for uto, pró do ro soluto, tndênc nturl, dvdo às ntrçõs d troc J, é qu os spns s ornt no so sntdo, so n usênc d u cpo gnétco trno h; sso corrspond u gntção rsultnt uto grnd pr T = 0 K (Fg l) N rldd, à dd qu tprtur crsc os átoos s gt sso prtur o su ordnnto, ocorrndo portnto u coptção ntr nrg d troc nrg térc tprturs uto s, nrg d troc supr s pquns gtçõs tércs ns s lts ocorr o nvrso: gtção térc supr ord drgd pl ntrção d troc, dpndndo do vlor d tprtur (do nívl d clor), o cos gnétco é tngdo, o qu rsult nu gntção nul Coo já dssos, nu dtrnd tprtur ntr 0 K TC, qu coç ocorrr o cos gnétco, há u coptção troc j J ntr nrg d troc,, nrg térc, dd por T = qu K é u constnt proprd Dfronto-nos, ss, co u prol rnt sttístco: tos u núro uto grnd d átoos (nu crstl rl ss núro é d ord d 1023), cd u dls pod str 2 stdos possívs, () ou (); () é o stdo qu o dpolo gnétco do átoo pont no sntdo + () o dpolo stá no sntdo - O stdo () possu u or proldd d ocorrênc, pos é o s stávl nrgtcnt Co o ojtvo d colocr ss prol ss quntttvs, dos qu s o dpolo stá no stdo (), Z = +1, s l stá no stdo (), = -1 A nrg d troc pr u dtrndo spn pod sr scrt coo: J j j (1) Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

4 nst, rprsnt o núro d vnhos s próos d, o vlor édo dos spns, sto é, gnos cd spn ntrgndo pns co o vlor édo d sus vnhos Chndo gntção éd d spn no crstl d, sto é, <>= lvndo-s cont s dus possldds nrgétcs () (), tos: stdo (), Z = +1 stdo (), Z = -1, qu () é o stdo s stávl U dfnção d proldd proprd ss prol é, p co gul constnt d norlção Co ss dfnção, proldd do spn str no stdo () torn-s no stdo (), p > p p Lvndo-s cont os vlors d p : Clro qu, coo já r sprdo A rão d s ntrodur nrg térc no tro d proldd pr plctr coptção ntr ss nrg, qu fvorc o cos, nrg d troc ordnnto troc Coo + = 1, logo j Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

5 p p Vos clculr gor o vlor édo d or dfnção, o vlor édo d u grnd pr u dstrução d proldds conhcd é ddo por: Coo otos: ( ) ( ), lvndo-s cont constnt d norlção, p p p p (2) J Conhcd rlção ord/dsord, qução ntror prsntr soluçõs qu sj dfrnts d ro? sso ocorrr, o conjunto d átoos strá gntdo n tprtur consdrd T Vos dscutr s soluçõs d qução (2) Fndo-s sgunt udnç d vrávs: J qução (2) to sgunt for: J (4) O ldo drto dst é spr nor ou gul Isso pod sr vrfcdo fclnt co u áqun d clculr, qundo truíos dvrsos vlors ortnto, pr qu tnhos u solução dfrnt d ro é ncssáro qu J, ou sj, T J K (3) 1 Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

6 T C J K Dfnos coo sndo tprtur crítc do sst d spns ortnto, s T< TC, o conjunto d N átoos frrognétcos prsntrá u gntção spontân dfrnt d ro Ao contráro, s tprtur do sst for or qu TC, únc solução possívl pr s quçõs ntrors é = 0 Dst for, TC dá u dd do cos gnétco: s T < TC ntrção d troc supr gtção térc, cso T>TC, ocorr justnt o oposto or plo, pr o J frro, o vlor d TC K ddo prntlnt é gul 1043 K qu é tprtur no qul s nc o cos gnétco pr ss trl odos gor ntndr lhor Fg 1 Vos plfcr su dtrnção pr o frro, cujo vlor d T é gul 1043 K Nst cso, s quçõs (3) (4) to sgunt for: T 1043 T r cd vlor d T ntr 0 K 1043 K procuros o vlor d qu stsf ss qução T = 300 K (tprtur nt), qução (6) s consttu d sgunt for: (5) 1043 (6) 0,2876 (7) Co o uílo d u áqun d clculr, podos vrfcr qu 3,47 stsf ss qução Logo, d qução (5) tros qu 0,998 Tondo-s outr tprtur, por plo, T = 800 K, qução (6) prsnt-s ss: 0,767, su solução é 1 D qução (5) tros ntão 0,767 ss procdnto pod sr plcdo pr qulqur vlor d tprtur no ntrvlo dsd 0 K té 1043 K pr o frro Notos, portnto, qu gntção éd por spn,, dcrsc dsd = 1 pr T = 0 K té = 0, qundo T = 1043 K, concordânc co o soço Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

7 qulttvo d Fg 1 Convé osrvr qu gntção d u rr d frro vr uto pouco nu f d tprtur tão pl coo dsd 27 C té 527 C O odlo qu prsntos pr studr gntção dos ssts frrognétcos função d tprtur é stnt spls, uto or l sj o ponto d prtd ds nálss rlds plos físcos d Mtér Condnsd no studo d odlos s sofstcdos A or prt dos studos tus sor frrogntso stá rlcond co o coportnto d gntção função d tprturnsvnhnçsdtcssntrsssdvoftodqu uts proprdds qu ocorr ns vnhnçs dss tprtur são slhnts àquls qu ocorr outrs sustâncs qundo d pssg do stdo líqudo pr o gsoso ss coportnto unvrsl dos ssts físcos ns vnhnçs d sus rspctvs trnsçõs d fs é qu t trído, nos últos nos, os físcos d ár d Mcânc sttístc d Trnsçõs d Fs Cd Ct ns Fs, Flornópols, 4(2): 91-97, go

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