Estime (a) a magnetização de saturação e (b) a densidade do fluxo de saturação para a ferrita de níquel
], que possui comprimento da aresta da célula unitária de
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente estimar duas coisas para a ferrita de níquel
que tem um comprimento de aresta da célula unitária de
. O conteúdo que vamos precisar envolve estruturas cristalinas (especialmente a estrutura spinel), magnetização de saturação e densidade de fluxo magnético. Vamos precisar entender quantos íons magnéticos existem por célula unitária e calcular o momento magnético total para achar tanto a magnetização de saturação quanto a densidade do fluxo.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a estrutura da ferrita de níquel. A
tem estrutura spinel, onde os íons de níquel (Ni) ocupam os sítios tetraédricos e os íons de ferro (Fe) ocupam os sítios octaédricos na rede. Cada célula unitária spinel contém 8 moléculas de
.
Passo 3
Agora, vamos contar quantos íons magnéticos temos por célula unitária. Cada molécula de
tem 1 íon Ni
e 2 íons Fe
. Então, por célula unitária, temos:
- Ni
: íons - Fe
: íons
Totalizando 24 íons magnéticos por célula unitária.
Passo 4
Precisamos saber o momento magnético de cada íon. Geralmente, Ni
tem um momento magnético de aproximadamente
(unidades de Bohr magneton) e Fe
tem cerca de
. Então, o momento total magnético por célula unitária será:
Passo 5
Agora, vamos converter o momento magnético total para magnetização. Primeiro, calculamos o volume da célula unitária. O comprimento da aresta é
, então:
A magnetização
é o momento por unidade de volume. Precisamos converter
para A·m² (sabendo que
):
Então,
Passo 6
Para a densidade do fluxo de saturação
, usamos a relação:
Onde
. Então:
Resposta
(a) A magnetização de saturação da ferrita de níquel é aproximadamente
.
(b) A densidade do fluxo de saturação é aproximadamente
.