Sim, o cobalto (Co) é um material magnético. É um dos materiais ferromagnéticos que ocorrem naturalmente. Outros metais ferromagnéticos incluem níquel (Ni), ferro (Fe), gadolínio (Gd), disprósio (Dy) e térbio (Tb)
Mas o que há de tão único no magnetismo do cobalto ou em suas propriedades?
É exatamente nisso que nos concentraremos neste guia.
O cobalto é um material naturalmente magnético
Os materiais ferromagnéticos são conhecidos por seu comportamento único quando submetidos a qualquer campo magnético. Ou seja, o ferromagnetismo é caracterizado por:
- Permeabilidade magnética
- Capacidade de se tornarem ímãs permanentes
- Alta atração por ímãs
- Fácil de induzir magnetismo
O cobalto é um material ferromagnético natural. Portanto, é naturalmente um material magnético.
Dentro do cobalto, existem dipolos atômicos alinhados na mesma direção. Portanto, mesmo na ausência de qualquer campo magnético, os domínios de cobalto experimentam um momento magnético líquido.
No entanto, é importante notar que mesmo dentro do cobalto, o momento magnético nos domínios vizinhos pode estar orientado em direções diferentes. Isso pode resultar no cancelamento do momento magnético total. No entanto, ao aplicar apenas um pequeno campo magnético, eles se orientam facilmente para formar ímãs permanentes.
Além disso, o fenômeno acima se deve ao arranjo único dos elétrons no cobalto. No orbital d do cobalto, existem três elétrons desemparelhados. São os elétrons desemparelhados que contribuem para a propriedade magnética do cobalto.
Estrutura do Cobalto vs. Magnetismo
Naturalmente, o cobalto existe em duas estruturas cristalográficas principais. Esse é o:
- Estrutura cúbica centrada na face (FCC)
- Estrutura hexagonal compacta (HCP)
Essas estruturas juntamente com a configuração eletrônica contribuem para o magnetismo do cobalto. Mesmo na sua forma pura, o cobalto possui um forte momento magnético. Com este alinhamento único, o material de cobalto experimenta ferromagnetismo.
Provavelmente, você deve estar se perguntando o que é ferromagnetismo. Bem, aqui estão algumas propriedades gerais que você deve esperar das propriedades magnéticas do cobalto e de outros materiais ferromagnéticos:
- Momentos dipolares permanentes nos domínios
- O campo magnético externo determina a orientação dos dipolos atômicos
- O grau de magnetização é grande e é diretamente proporcional ao campo magnetizante
- Grande suscetibilidade magnética
- Grande densidade de fluxo magnético e permeabilidade relativa
- Fortemente atraído pelo campo magnético
- Sua propriedade magnética depende da temperatura. Em temperaturas acima do ponto Curie, os materiais ferromagnéticos farão a transição para paramagnéticos.
Propriedades Magnéticas do Cobalto
Como o magnetismo do cobalto ocorre naturalmente, certas propriedades são dignas de nota;
- Alta permeabilidade magnética – isto é, os domínios magnéticos de cobalto alinham-se facilmente ao campo magnético existente.
- Com o cobalto, você pode obter um forte campo magnético, tornando-o uma escolha perfeita para a maioria das aplicações de fabricação de ímãs.
- O cobalto exibe uma temperatura Curies muito alta. Estima-se que seja 1,121 °C ou 2,050 °F. Lembre-se, esta é uma temperatura além da qual um material perde todas as suas propriedades magnéticas. Portanto, você pode escolher o cobalto para aplicações em altas temperaturas.
- O cobalto é conhecido por sua magnetostrição. Ou seja, o cobalto possui um dos maiores coeficientes de magnetostrição em sua forma pura. Idealmente, esta é a capacidade de um material alterar dimensões ou forma durante a magnetização.
Propriedades magnéticas das ligas de cobalto
Por ser um material ferromagnético, o cobalto pode ser usado para melhorar as propriedades magnéticas de materiais não magnéticos. Além disso, a liga de cobalto melhorará certas propriedades que podem torná-lo funcional em muitas aplicações.
Lembre-se, hoje existem muitas ligas magnéticas de cobalto que desempenham um papel importante em muitas aplicações. Vejamos algumas opções comuns:
| Liga de cobalto | Propriedades |
| Cobalto-cromo | · Alta resistência específica
· Biocompatibilidade melhorada · Propriedades magnéticas melhoradas do que o material de cobalto puro · As aplicações comuns incluem implantes ortopédicos, turbinas a gás, implantes dentários, ressonância magnética, etc. |
| Cobalto-samário | · Alta energia magnética
· Exemplos de aplicações são geradores elétricos e motores que requerem ímãs permanentes fortes |
Claro, existem muitas ligas à base de cobalto. Você pode ligar cobalto com ferro, tungstênio, níquel, etc. Cada liga à base de cobalto oferece propriedades únicas junto com melhor magnetismo.
Testando Magnetismo em Cobalto
Embora o magnetismo de cobalto exista naturalmente, você sempre pode determinar o nível de magnetismo. Este é um aspecto crítico especialmente quando se trabalha com ligas de cobalto.
Por exemplo, as propriedades magnéticas dos ímãs de Alnico e dos ímãs de samário-cobalto variam amplamente. Hoje, existem muitas maneiras de medir as propriedades magnéticas do cobalto. Algumas opções populares incluem:
- Magnetômetro de amostra vibratória (VSM) – você pode determinar o momento magnético e, até certo ponto, a saturação magnética ou mesmo a coercividade.
- Dispositivo supercondutor de interferência quântica – você pode examinar as propriedades de magnetização do cobalto.
Como o cobalto se compara a outros materiais ferromagnéticos
Embora existam muitos materiais ferromagnéticos, vamos comparar o cobalto com alguns dos materiais mais populares – ferro e níquel. Na maioria dos casos, você encontrará níquel e ferro como elementos de liga na maioria dos materiais magnéticos.
| Material Ferromagnético | Comparando Material Ferromagnético com Cobalto |
| Ferro (Fe) | · Naturalmente magnético
· O ferro tem uma temperatura Curie mais baixa que o cobalto · O cobalto tem melhores propriedades de magnetostrição que o ferro. Portanto, o cobalto é conhecido por movimentos mecânicos melhores e mais precisos. |
| Níquel (Ni) | · O cobalto tem uma temperatura Curie mais alta que o níquel
· O níquel oferece resistência superior à corrosão do que o cobalto. |
Aplicações de Cobalto
As propriedades magnéticas do cobalto desempenham um papel importante em muitas aplicações, tais como:
Ligas de cobalto são usadas para fazer atuadores ou sensores
O cobalto é amplamente utilizado na fabricação de sensores e atuadores devido às suas propriedades magnéticas. Certas propriedades, como a magnetostrição, tornam o cobalto uma escolha perfeita para aplicações que exigem movimentos mecânicos precisos.
À medida que você magnetiza o cobalto, ele muda ligeiramente de forma ou dimensões. Como resultado, é a escolha perfeita para aplicações que exigem momentos mecânicos precisos.
Soluções de armazenamento de dados
Você pode magnetizar uma liga à base de cobalto para armazenar informações na forma de campos magnéticos. Normalmente, o armazenamento de dados ocorre na forma de grãos magnéticos. Com um disco rígido baseado em cobalto ou outra mídia de armazenamento, você pode armazenar e recuperar facilmente informações de seus sistemas.
Produzindo ímãs
Como material ferromagnético, o cobalto é amplamente utilizado para fazer ímãs permanentes. Por exemplo, os ímãs de Alnico são feitos principalmente de uma liga de:
- Alumínio (Al)
- Níquel (Ni)
- Cobalto (Co)
Além disso, temos ímãs de samário-cobalto (ímãs SmCo). Onde temos:
- Samário (Sm)
- O cobalto (Co), é o elemento principal ao lado de outros.
Portanto, é bastante claro o papel que as propriedades magnéticas do cobalto desempenham no processo de fabricação dos ímãs. Lembre-se, os ímãs são importantes na fabricação de motores, geradores, separadores, equipamentos de elevação, etc.
Outro equipamento
Muitas máquinas dependem de poderosos ímãs feitos de cobalto. Um bom exemplo é a ressonância magnética (MRI), que utiliza ímãs feitos de ligas de cobalto. Além disso, o cobalto não é apenas uma escolha popular devido às suas propriedades magnéticas, mas também devido à alta temperatura Curie.
Em suma, as propriedades magnéticas do cobalto desempenham um papel fundamental nas indústrias atuais. Desde indústrias elétricas, médicas e automotivas até indústrias de medição.
Mais recursos :
Materiais Ferromagnéticos – Fonte: CIÊNCIA DIRETA
O ferro é magnético – Fonte: HM
Cobalto – Fonte: BRITANNICA
O níquel é magnético – Fonte: HM