No vasto cenário da tecnologia e indústria modernas, os materiais magnéticos desempenham um papel indispensável. De ímãs de geladeira a motores industriais complexos, esses materiais formam a espinha dorsal de inúmeros dispositivos e sistemas. Entre os vários materiais magnéticos, os ímãs de cerâmica - também conhecidos como ímãs de ferrite - se destacam como uma solução econômica e versátil.

Os ímãs de cerâmica, fiéis ao seu nome, são materiais magnéticos com base cerâmica. Mais precisamente, são ímãs de ferrite compostos principalmente de óxido de ferro (Fe₂O₃) combinado com outros óxidos metálicos, como estrôncio (Sr), bário (Ba) ou manganês (Mn).

As ferrites exibem duas estruturas cristalinas principais:

• Ferrites do tipo espinélio: Caracterizadas por sistemas cristalinos cúbicos com a fórmula química AB₂O₄, onde A e B representam íons metálicos divalentes e trivalentes, respectivamente. Essas ferrites demonstram alta permeabilidade magnética e baixa coercividade, tornando-as adequadas para aplicações de alta frequência.
• Ferrites hexagonais: Apresentando sistemas cristalinos hexagonais com a fórmula química MFe₁₂O₁₉, onde M representa íons metálicos divalentes. Estes exibem alta coercividade e um produto de energia magnética substancial, ideal para aplicações de ímãs permanentes.

A produção de ímãs de cerâmica envolve seis etapas principais:

1. Mistura de matéria-prima
2. Pré-sinterização
3. Pulverização
4. Formação
5. Sinterização
6. Magnetização

Comparados a outros materiais de ímãs permanentes, os ímãs de cerâmica oferecem benefícios distintos:

• Viabilidade econômica: Custos de fabricação significativamente menores em comparação com ímãs de neodímio, alnico ou samário-cobalto.
• Resistência à desmagnetização: Capacidade excepcional de manter as propriedades magnéticas em condições adversas devido à alta coercividade.
• Resistência à corrosão: Estabilidade intrínseca contra a degradação química elimina a necessidade de revestimentos protetores.
• Flexibilidade de fabricação: Adaptável a várias formas e tamanhos por meio de processos de produção simples.

O sistema de classificação Y-grade denota os níveis de desempenho dos ímãs de cerâmica, onde números mais altos indicam campos magnéticos mais fortes. O mercado atual oferece 27 classificações Y-grade distintas.

Os Y-grades são categorizados com base em seus valores (BH)max:

A escolha do Y-grade apropriado requer a consideração de múltiplos fatores:

• Intensidade do campo magnético: Requisitos de campo mais altos exigem graus com valores (BH)max maiores.
• Temperatura de operação: Graus com maior coercividade (por exemplo, Y30BH, Y32H) têm melhor desempenho em temperaturas elevadas.
• Dimensões físicas: Ímãs menores podem exigir graus mais altos para obter intensidade de campo suficiente.
• Fatores econômicos: Equilíbrio entre os requisitos de desempenho e as restrições orçamentárias.
• Condições ambientais: Graus padrão geralmente são suficientes para a maioria dos ambientes.

Os ímãs de cerâmica servem diversos setores por meio de várias implementações:

• Sistemas eletromecânicos: Motores CC/CA, motores de passo
• Dispositivos acústicos: Alto-falantes e equipamentos de áudio
• Tecnologias de detecção: Sensores de efeito Hall, detectores de proximidade
• Sistemas de segurança: Mecanismos de travamento magnético
• Equipamentos de saúde: Scanners de ressonância magnética (MRI)
• Componentes automotivos: Sensores ABS, bombas de combustível
• Produtos de consumo: Brinquedos educativos, artigos domésticos

As principais especificações para ímãs de cerâmica incluem:

• Coercividade (Hc): Resistência à desmagnetização (medida em Oe ou kA/m)
• Coercividade intrínseca (Hci): Limite de desmagnetização completo
• Produto de energia máxima (BH)max: Densidade de energia magnética (MGOe)
• Remanência (Br): Indução magnética residual (G ou T)
• Temperatura de Curie (Tc): Ponto de desmagnetização térmica (°C)

Para comparação técnica:

• 1 kG = 1000 G (densidade de fluxo magnético)
• 1 T = 10.000 G
• 1 kA/m = 12,56 Oe (intensidade do campo magnético)
• 1 MGOe = unidade de densidade de energia magnética
• 1 kJ/m³ = 1000 J (medida de energia)

Os ímãs de cerâmica continuam a evoluir com os avanços tecnológicos, encontrando novas aplicações em:

• Sistemas de propulsão de veículos elétricos
• Dispositivos de automação residencial inteligente
• Redes de sensores da Internet das Coisas (IoT)

Por meio de melhorias contínuas no desempenho e na relação custo-benefício, os ímãs de cerâmica permanecem um componente fundamental no desenvolvimento tecnológico moderno.