Cómo mejorar las propiedades magnéticas de las hexaferritas. ¿Es posible competir con imanes de tierras raras?

P. G. BERCOFF; S. E. JACOBO; C. HERME

San Miguel de Tucumán

Otro; Reunión Nacional de Sólidos 2011; 2011

No deja de sorprender el gran incremento en el producto energía (BH)max que se ha conseguido en imanes permanentes a partir del desarrollo de los primeros imanes de SmCo (25 MGOe) en la década del ´70 hasta los actuales imanes de Nd-Fe-B (55 MGOe), muy requeridos en aplicaciones como discos duros, parlantes/auriculares, dínamos, componentes de motores en dispositivos inalámbricos, y otras. En los últimos años, la producción y exportación de tierras raras (TR) ha provenido casi exclusivamente de China, quien provee más del 90% de la demanda global de estos elementos. Sin embargo, recientemente, los chinos han impuesto medidas regulatorias en la minería, manufactura, procesamiento y exportación de TR, limitando tanto exportaciones como provisiones a industrias locales. Esta política ha hecho resurgir el interés por materiales magnéticos duros alternativos, sobre todo en los países occidentales. Las ferritas hexagonales o hexaferritas son óxidos con propiedades magnéticas duras, aptas para su uso como imanes permanentes, aunque con menores prestaciones que los imanes de TR. Fueron descubiertas en los laboratorios de Philips en la década del ’50 y desde entonces han sido muy estudiadas. Distintos autores han reportado trabajos en los que tanto la magnetización de saturación como la anisotropía magnetocristalina de finas partículas de ferritas hexagonales aumentan con la sustitución de tierras raras (TR). Sin embargo, la solubilidad de estos iones en la estructura cristalina de estos materiales es muy baja, además de conllevar la formación de fases secundarias que son indeseables si se desea obtener imanes permanentes con propiedades óptimas. Como las principales fases segregadas son hematita y distintos compuestos de hierro cuando se incrementa la sustitución en las hexaferritas, en distintos trabajos hemos propuesto una formulación no-estequiométrica, deficiente en hierro. En esta charla exploraremos los resultados obtenidos en muestras no-estequiométricas de hexaferrita de estroncio dopadas con Nd-Co, preparadas por el método de autocombustión. Veremos que las muestras con menor contenido de hierro presentan los mayores valores de magnetización y coercitividad, indicando que los mejores resultados para aplicaciones de esta ferrita se obtendrán con una deficiencia de hierro en la formulación estequiométrica y la adición de Nd-Co en cantidades sustitucionales.