Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 20.Problemas de Projetos - Ex. P2
Projete um material magnético à base de ferrita mista com estrutura cúbica que tenha uma magnetização de saturação de .
Passo 1
Fala ai! Pra responder essa questão vamos precisar calcular a magnetização de saturação, que é dada por essa expressão aqui:
Onde
Agora a gente vai ter que usar as informações que o problema deu pra gente pra descobrir o número de de magnétons de Bohr e com isso analisar o material, beleza?
Passo 2
Do livro a gente tira que a aresta da célula unitária cúbica da ferrita () é 0,839 nm. (Exemplo 20.2)
Vamos calcular então o número de magnétons de Bohr:
Lembrando que o momento magnético por magnéton de Bohr é um valor conhecido: e que as unidades tem que estar ok!
Passo 3
Beleza, agora a gente já sabe quantos magnétons de Bohr temos por célula unitária: .
A estrutura da ferrita pode ser dividida como:
Como o íon tem 5 magnétons de Bohr e o íon tem 4, pra termos uma magnitude de saturação maior no material, temos que substituir os íons de por outro com a mesma carga, como por exemplo manganês () ou cobalto ().
Numa estrutura cúbica teríamos em torno de Do livro também tiramos que existem 8 íons de por célula unitária. Os íons de não contribuem pra magnetização porque a sua própria estrutura cancela o momento magnético.
Então vamos chamar de a fração de e a fração de :
O que é impossível. Então vamos tentar com o cobalto fazendo a mesma coisa:
Essa vai ser então a fração atômica de Cobalto na nossa ferrita mista
Resposta
Ferrita mista com 33,75%a de Co.