Super Imanes
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Loja- Ecuador 02/02/2016
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA REA DE LA ENERGA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES
CARRERA DE INGENIERA EN ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES
TEORA ELECTROMAGNTICA
SUPER IMANES-IMANES DE TIERRAS RARAS
Docente: Mg. Sc. Mario Alberto Espinoza.
Estudiante: Jenny J. Luzuriaga Jimnez.
Ciclo: 6to B
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Sper-Imanes- Imanes de Tierras Raras.
Jenny Luzuriaga 2
Sper-Imanes-Imanes de Tierras Raras.
Contenido Introduccin. ................................................................................................................................ 3
Los Imanes. ................................................................................................................................. 3
Por qu el nombre de Tierras Raras? .................................................................................. 4
Propiedades de los imanes permanentes de tierras raras. ............................................. 4
Por qu son tan potentes los Imanes de Tierras raras? ................................................ 5
Neodimio y los Imanes potentes .............................................................................................. 5
Riesgos ........................................................................................................................................ 5
Aplicaciones ................................................................................................................................ 5
Bibliografa. .................................................................................................................................. 6
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Sper-Imanes- Imanes de Tierras Raras.
Jenny Luzuriaga 3
Sper-Imanes-Imanes de Tierras Raras.
Introduccin.
Motores, generadores, transformadores, relojes, grabadores, heladeras, bolsos,
estuches, micrfonos, antenas, discos rgido, entre otros son objetos que tienen algo en
comn: los imanes.
En escala atmica, todos los materiales tienen comportamiento magntico. En este
trabajo se presentar una breve explicacin de lo que son los Sper-Imanes, sus
caractersticas y algunas de sus aplicaciones, as como tambin conocer algo sobre su
historia.
Los Imanes.
Los primeros imanes aparecieron en el siglo XVIII y siguieron surgiendo otros en el siglo XIX. Estos primeros imanes estaban compuestos de acero al carbono y su principal propiedad es que podan ser magnetizados haciendo uso de medios tanto fsicos como mecnicos. El progreso de los primeros imanes se evidenci sobre todo en el siglo XX y es que fue en este tiempo cuando se desarrollaron variedad de compuestos para la realizacin de imanes permanentes. Dentro de estos primeros Imanes potentes se encuentran los de Alnico, desarrollados en los aos 30 a partir de una mezcla de aluminio, hierro, cobalto y nquel. Ya en la dcada de los 50 surgieron los imanes de ferrita que si bien no es el ms resistente y fuerte si se present como una de las opciones ms econmicas. En la dcada de los 60 aparecieron en el mercado los imanes de tierras raras. El primero en aparecer fue el samario-cobalto, el cual se present a un precio muy alto. En 1984 surgi el lder los de los Imanes potentes y el ms conocido, el neodimio-hierro-boro. Este imn destac por sus mejores propiedades y por su menor precio. Conforme han pasado los aos la composicin de estos imanes se ha ido mejorando, buscando con ello darles mayor resistencia a la corrosin as como para tratar de disminuir su desmagnetizacin. Los sper-imanes tambin son conocidos como imanes de tierras raras o tambin como imanes potentes o permanentes, estos imanes de Tierras raras son materiales que poseen una gran capacidad de almacenamiento de energa magntica, que perdura en el tiempo y que su degradacin no es significativa, lo que permite su aplicacin en diversos campos. Como se haba mencionado anteriormente se distinguen dos tipos de familias: los que se crean en base a Samario y los que son de base Neodimio. Los primeros forman imanes muy potentes combinndose con el Cobalto, y los segundos de la combinacin del Boro y el Hierro.
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Sper-Imanes- Imanes de Tierras Raras.
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Por qu el nombre de Tierras Raras?
El nombre Tierras Raras engloba un grupo de metales que presentan propiedades semejantes. La palabra raras viene del hecho de que los lantnidos (grupo que se incluye en este tipo de elementos) se descubrieron originalmente en minerales que resultan raros, aunque los elementos en s mismos no son ni escasos ni raros, de hecho los hay que son bastante comunes. Y se les conoce como tierras en honor a un viejo trmino de la qumica que significa xido (compuesto con oxgeno). Algunos de estos elementos solo pueden extraerse a raz de otros procesos productivos y s resultan relativamente escasos, lo que hace que estn muy cotizados, sobre todo por su aplicacin en las nuevas tecnologas. Se engloban 17 elementos qumicos en el grupo de Tierras Raras, los cuales son:
El escandio.
El itrio Y los 15 elementos incluidos en el grupo de los lantnidos:
Lantano.
Tulio.
Praseodimio.
Terbio.
Neodimio.
Prometio.
Holmio.
Samario.
Cerio.
Europio.
Gadolinio.
Disprosio.
Erbio.
Iterbio
Lutecio.
Dentro de este grupo, los elementos ms cotizados son el Europio, el Neodimio, el Itrio y el Iterbio. Se puede decir que China es el pas donde se concentra por toneladas las tierras raras extradas, acaparando un 95% a nivel mundial. Tambin existen en Rusia e India, con una extraccin del 2%, y cierran el listado Malasia y Brasil con 0,5% y 0,3%, respectivamente.
Propiedades de los imanes permanentes de tierras raras.
Las Tierras Raras cuentan con propiedades magnticas bastante buenas. Una de las caractersticas que presentan estos imanes de tierras raras, es que los momentos magnticos intrnsecos de la mayora de las tierras raras superan a los de los elementos de transicin clsicos como el hierro, el cobalto y el nquel, que conducen a valores altos de Br. Sin embargo, las tierras raras presentan un inconveniente muy importante asociado al carcter interno de los orbitales 4f: permanecen paramagnticos a temperatura ambiente, con la excepcin del gadolinio, cuya temperatura de Curie es de 293K. Algunas de sus propiedades son: una alta remanencia magntica (Br), coercividad elevada (Hci), es decir, alta resistencia a desmagnetizarse, una elevada densidad de energa magntica y una temperatura de Curie (Tc) inferior a otros tipos de imanes.
Tierras Raras
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Por qu son tan potentes los Imanes de Tierras raras?
Las Tierras Raras son metales ferromagnticos, es decir, pueden ser magnetizados
como el hierro. Sin embargo, sus temperaturas de Curie se encuentran por debajo de
la temperatura ambiente, lo que implica que en forma pura solo presentan
magnetismo a bajas temperaturas.
La razn de porque estos imanes son tan potentes se debe a que se crean formando
compuestos con metales como el hierro, el nquel y el cobalto (todos ellos con
temperaturas Curie muy superiores a la temperatura ambiente), que terminan creando
imanes extraordinariamente potentes.
Neodimio y los Imanes potentes
Los imanes de neodimio son actualmente los imanes de tierras raras ms utilizados. Conocidos como imanes NdFeB son imanes de tipo permanente que han sido realizados con una aleacin de boro, hierro y neodimio. Esta combinacin fue desarrollada en 1982 por la reconocida empresa General Motors en conjunto con la Sumitomo Metal Industries. En la actualidad, estos son los imanes ms poderosos que el hombre ha realizado. Ha entrado a reemplazar a diferentes imanes y su aplicacin en la industria actual es muy extensa. Por ejemplo se encuentran en discos duros, equipos mdicos, herramientas inalmbricas as como en motores y sellos magnticos.
Riesgos
Debemos concluir hablando de los riesgos que presentan estos potentes imanes. Su principal riesgo radica en la gran fuerza que estos ejercen y es que con el uso de dos pequeos imanes de neodimio se pueden generar lesiones muy graves en el cuerpo, por tal motivo los profesionales que trabajan con estos imanes incluyen dentro de sus herramientas las cuas de bronce. Igualmente debido a sus campos magnticos tan fuertes pueden afectar variedad de dispositivos electrnicos y mecnicos, generado prdida de datos tanto de tarjetas crdito como floppy disks. Debido a la fragilidad de los imanes de samario-cobalto, el mayor peligro cuando se trata de ellos es su tendencia a romperse y el chip, haciendo que los fragmentos de escombros. Como se haba mencionado los fuertes campos magnticos tambin pueden borrar los datos de los discos duros y tarjetas de crdito. Dado que los imanes de neodimio se pueden hacer relativamente menos caros y, por tanto, ms pequeo, constituye un peligro para los nios. Estos imanes se pueden tragar, despus de la unin juntos en el tracto digestivo, de acuerdo con la Comisin de Seguridad de Productos de Consumo. Dado que estos imanes son ms potentes, puede pellizcar la piel e incluso triturar el hueso cuando se unen juntos, o en una superficie metlica.
Aplicaciones
Los imanes de tierras raras se caracterizan por ser entre dos y tres veces ms
potentes que los imanes permanentes de ferrita o cermicos, entre otros. Es por eso
que en los motores elctricos ms pequeos y ligeros, el uso de este tipo de
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Sper-Imanes- Imanes de Tierras Raras.
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imanes permite obtener el mayor rendimiento. Entre las aplicaciones ms comunes de
los imanes de tierras raras, conviene destacar las siguientes:
Aerogeneradores
Discos duros de ordenador
Freno de los carretes de pesca
tambin se aplican en carretes de pesca
Motores de alto rendimiento AC servo
Linternas de alimentacin propia, que se sirven de imanes de tierras raras
para generar electricidad a travs de movimientos de agitacin.
Dinamos para bicicletas
Altavoces y auriculares de audio
auriculares creados con imanes permanentes
Motores de imanes permanentes en herramientas inalmbricas
Motores de traccin y arrancadores generadores integrados de vehculos
hbridos y elctricos
Aplicaciones industriales: mantenimiento de la pureza del producto, proteccin
de equipos, control de calidad etc.
Throwies LED
Juguetes magnticos de neodimio
imanes de neodimio en juegos de construccin infantil
Pastillas para guitarras elctricas
Motores lineales
Bibliografa.
[1] Imanes Permanentes. Lo Imanes de Tierras Raras. 01/02/2016. http://los-imanes.com/imanes-permanentes-los-imanes-de-tierras-raras/ [2] La evolucin de los Imanes potentes en la historia. 01/02/2016. http://www.seguridadweb20.es/la-evolucion-de-los-imanes-potentes-en-la-historia/ [3] Motores de alto rendimiento con imanes de tierras raras. 01/02/2016. http://todoproductividad.blogspot.com/2012/09/motores-de-alto-rendimiento-con-imanes.html [4] Los ms poderosos imanes de tierras raras. 02/01/2016. http://bueno-saber.com/aficiones-juegos-y-juguetes/ciencia-y-naturaleza/los-mas-poderosos-imanes-de-tierras-raras.php