Efectos desmagnetizantes en materiales magnéticos no continuos

Abstract

"En este trabajo se propone un modelo de campo medio para describir los efectos desmagnetizantes en sistemas magnéticos que contienen inclusiones no-magnéticas, como pueden ser poros, huecos, fases no magnéticas, entre otros. El modelo propuesto se basa en parámetros geométricos del sistema, en particular la geometría del volumen de material magnético, un factor geométrico promedio de las inclusiones no magnéticas y la fracción de volumen que ocupan las inclusiones no magnéticas en la matriz magnética. El modelo permite obtener expresiones simples para parámetros magnéticos de interés como son la susceptibilidad magnética y anisotropía magnética, las cuales incorporan explícitamente los efectos de las inclusiones no magnéticas. El modelo ha sido probado experimentalmente a partir de los ciclos de histéresis de tres tipos diferentes de materiales: empaquetados cilíndricos de micropartículas magnéticas esféricas, una película porosa de níquel (esponja de níquel) y películas formadas por redes de nanoalambres magnéticos entrecruzados. A partir del modelo, las mediciones magnéticas han sido interpretadas a partir de factores geométricos y dimensiones características de cada sistema y las observaciones coinciden bien con lo predicho por el modelo. En particular, para los empaquetados cilíndricos de partículas magnéticas esféricas, el sistema muestra una anisotropía magnética siendo el eje del cilindro la dirección de fácil magnetización y donde la magnitud de esta anisotropía aumenta al incrementar la altura del empaquetado cilíndrico. Estos resultados están en muy buen acuerdo con lo predicho por el modelo."

"In this work a medium field model is proposed to describe the demagnetizing effects in magnetic systems that contain non-magnetic inclusions, such as pores, voids, non-magnetic phases, among others. The proposed model is based on geometrical parameters of the system, in particular the geometry of the volume of magnetic material, an average geometric factor of the non-magnetic inclusions and the fraction of volume occupied by the non-magnetic inclusions in the magnetic matrix. The model allows to obtain simple expressions for magnetic parameters of interest such as magnetic susceptibility and magnetic anisotropy, which explicitly incorporate the effects of non-magnetic inclusions. The model has been tested experimentally from the hysteresis cycles of three different types of materials: cylindrical packed of spherical magnetic microparticles, a porous nickel film (nickel sponge) and films formed by networks of crosslinked magnetic nanowires. From the model, the magnetic measurements have been interpreted from geometrical factors and characteristic dimensions of each system and the observations coincide well with what was predicted by the model. In particular, for the cylindrical packaging of spherical magnetic particles, the system shows a magnetic anisotropy, the axis of the cylinder being the direction of easy magnetization and where the magnitude of this anisotropy increases as the height of the cylindrical packaging increases. These results are in very good agreement with what was predicted by the model."