Questão 5. (2,0 ptos) Descreva os tipos materiais em função de suas características de magnetização.

Passo 1

O enunciado pede para classificarmos os materiais magnéticos em função de como surge e se comporta sua magnetização. O conteúdo aqui é a teoria de magnetização em materiais, envolvendo susceptibilidade magnética ( chi), magnetização induzida ( M) e magnetização espontânea.

Passo 2

Descrevemos primeiro os materiais que não apresentam magnetização espontânea sem campo externo:
  • Diamagnéticos: não têm dipolos magnéticos permanentes. Ao aplicar um campo H, surge uma magnetização induzida M anti-paralela a H, com susceptibilidade chi<0 (fraca e praticamente independente de temperatura).
  • Paramagnéticos: têm dipolos atômicos ou iônicos, mas sem interação cooperativa. Em presença de H, os dipolos tendem a se alinhar paralelamente a H, gerando Mpropto H com chi>0 pequeno. Obedecem à lei de Curie:
chi = CT,
onde C é a constante de Curie e T a temperatura em kelvin. Sem campo, não exibem magnetização residual.

Passo 3

Agora os materiais com magnetização espontânea:
  • Ferromagnéticos: possuem forte interação de troca que alinha espontaneamente muitos dipolos paralelamente, gerando Msneq 0 mesmo se H=0. Apresentam histerese (remanência e coercividade), saturação magnética Msat e desaparecem acima da temperatura de Curie TC.

Passo 4

Por fim, materiais com sub-redes magnéticas antialinhadas:
  • Antiferromagnéticos: duas ou mais sub-redes de dipolos se alinham antiparalelamente em igual magnitude, resultando em magnetização líquida M=0 abaixo da temperatura de Néel TN. Acima de TN comportam-se paramagneticamente.
  • Ferrimagnéticos: também têm sub-redes de dipolos antiparalelos, mas com magnitudes diferentes, produzindo Mneq 0 mesmo sem campo. Apresentam histerese e saturação, desaparecendo acima de uma temperatura de Curie específica.

Resposta

Diamagnéticos: chi<0, M anti-paralela a H, sem magnetização residual.
Paramagnéticos: chi>0 pequeno, Mpropto H, sem magnetização espontânea.
Ferromagnéticos: interação de troca forte, magnetização espontânea Msneq0, histerese, saturação Msat, desaparecem acima de TC.
Antiferromagnéticos: sub-redes antiparalelas iguais, M=0 abaixo de TN, paramagnetismo acima de TN.
Ferrimagnéticos: sub-redes antiparalelas desiguais, Mneq0, histerese e saturação, desaparecem acima de Curie específica.

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