Un material magnético es aquel que posee una gran facilidad para imanar y desimnanar, pero que reciba este nombre no tiene nada que ver con la dureza física del material. Este tipo de material tiene un ciclo de histéresis estrecho, determinado por pequeñas fuerzas coercitivas y una permeabilidad inicial alta.

Un material con estas características, alcanza la saturación con un campo aplicado relativamente pequeño y aun así tener pérdidas de energía pequeñas.

Pérdidas de energía

Un material blando puede tener pérdidas de energía debidas a la histéresis y por acción de corrientes parasitarias. En el primer caso, los valores de susceptibilidad y la coercitividad que determinan la curva de histéresis son sensibles a la estructura del material. Así, los defectos estructurales (partículas de una fase no magnética, poros en material no magnético) disminuyen el movimiento de las paredes del dominio y aumenta por tanto la coercitividad.

Por otra parte, las perdidas de energía debidas a corrientes parasitarias o de Foucault se dan al inducirse corrientes eléctricas en el material magnético, por un campo magnético que varía en magnitud y dirección con el tiempo. Para solucionar estas pérdidas se amplia la resistividad eléctrica del material.

Aleación hierro-silicio

Es una de las aleaciones más utilizadas como material magnético blando, ya que soluciona en gran parte las pérdidas por histéresis y las corrientes parasitarias, y es menor la inducción por saturación y la temperatura de Curie, todo ello gracias al silicio. La proporción de este no puede superar el 4% debido a que a partir de entonces la ductilidad comienza a disminuir. Se suele utilizar en la fabricación de transformadores, apilando laminas de hierro-silicio con una capa de aislante entre ellas. Dichas laminas tienen la particularidad de tener los granos orientados para tener menos pérdidas.

Vidrios metálicos

Son materiales de estructura amorfa, obtenidos mediante la combinación de elementos ferrimagnéticos como el hierro, cobalto y niquel, con metaloides como el Boro y el Silicio. Son muy fuertes, muy duros, con cierta flexibilidad y resistentes a la corrosión. En estos materiales, las paredes del dominio se mueven con facilidad a causa de que tienen ciclos de histéresis muy estrechos. Se suele emplear en la fabricación de transformadores de potencia, sensores magnéticos y cabezas grabadoras.

Aleaciones niquel-hierro

Estos materiales magnéticos blandos se emplean como sustituto de la aleación hierro-silicio en aplicaciones que se necesite una permeabilidad relativamente alta para campos bajos. Existen dos tipos: con 50% de níquel, con moderada permeabilidad y alta inducción de saturación; y con 79% de níquel con alta permeabilidad y menor inducción de saturación. Estas aleaciones tiene permeabilidades altas porque sus energías de anisotropía magnética y de magnetostricción son pequeñas. Se suelen emplear en transformadores de instrumentación, relés de instrumentación y para laminados de rotores y estatores.

Este grupo de materiales destacan entre el resto por tener una gran resistencia a la desmagnetización, por lo que son utilizados como imanes permanentes. Sus características son una remanencia, coercitividad y densidad de flujo de saturación altas que hace que tenga un ciclo de histéresis ancho y alto. Estos materiales se imanan mediante la aplicación de un campo magnético que consiga orientar los dominios magnéticos en la misma dirección que el campo. De esta forma, el material adquirirá energía del campo que será convertida en energía potencial. La curva de desimanación viene dada por la representación del ciclo de histéresis en el segundo cuadrante. La energía potencial magnética de un material se mide como el producto de la inducción magnética y el campo desimanador, es decir, el área encerrada por el mayor rectángulo que puede ser inscrito en el segundo cuadrante del ciclo de histéresis del material.

Aleaciones de alnico

El alnico es uno de los materiales magnéticos duros comercialmente más importantes. Tienen una alta energía producto (40 a 70 kJ/m3), una alta inducción de remanente (0,7 a 1,35 T) y un moderado campo coercitivo (40 a 160 kA/m). Este tipo de aleaciones se obtienen a partir del hierro con adición de Aluminio, Níquel y Cobalto más un 3% de Cobre aunque también se le puede añadir Titanio. Este tipo de material es quebradizo y para su elaboración se funde para posteriormente recurrir a procesos de metalurgia de polvo. Su finalidad principal es la producción de grandes cantidades de pequeños artículos de formas complejas.

Aleaciones de tierras raras

Los imanes de aleaciones de tierras raras tienen propiedades superiores a cualquier otro material magnético comercial. Su energía producto alcanza valores de 240kJ/m3 y las coercitividades rondan los 3200kA/m. Hay dos grupos principales de materiales magnéticos de tierras raras: uno es la monofase SmCo5 y el otro son las aleaciones endurecidas por precipitación de composición aproximada Sm(Co,Cu)7,5 .

Los imanes de monofase SmCo5 tienen un mecanismo de coercitividad basado en la nucleación y fijación de las paredes del dominio en las superficies y fronteras de grano. Se trabajan mediante procesos de metalurgia de polvo utilizando partículas finas. Durante la compactación las partículas se alineen por la acción del campo magnético y posteriormente son sinterizados para evitar el crecimiento de las partículas. Los valores de la energía producto son de entre 130 y 160 kJ/m3 .

En el endurecimiento por precipitación de la aleación de Sm(Co,Cu)7,5,parte del cobalto es sustituido por el Cobre en el SmCo5 por medio de un fino precipitado a una temperatura de envejecimiento de unos 400º C. El precipitado formado es coherente con la estructura anterior y se basa en la fijación homogénea de las paredes del dominio de las partículas precipitadas. Al igual que el anterior se recurre a métodos de metalurgia de polvos para su conformación. Los valores típicos de la energía producto en una aleación Sm(Co0,68Cu0,10Fe0,21 Zr0,01)7,4 son de 240Kj/m3 y de 1,1 T de inducción remanente.

Los imanes de Sm-Co se utilizan en dispositivos médicos tales como los pequeños motores de bombas implantables y válvulas, en relojes de muñeca, tubos de onda progresiva y en motores y generadores de corriente continua síncronos.

Aleaciones magnéticas de neodimio-hierro-boro

El descubrimiento de este tipo de material es muy reciente, hacia 1984. Su energía producto, alrededor de 300kJ/m3, es una de las mayores entre los materiales magnéticos. Se producen mediante metalurgia de polvo, solidificando rápidamente mediante cintas de hilado fundido. La alta coercitividad y energía producto de este material son resultado de una nucleación inversa de los dominios magnéticos que habitualmente nuclean en las fronteras de grano de las matrices de los granos.

Se emplean en motores eléctricos, en especial en los motores de arranque de automóviles, gracias a ser más potente que otros materiales.

Aleaciones magnéticas de hierro-cromo-cobalto

Estas aleaciones son similares a las de alnico en estructura metalúrgica y propiedades magnéticas permanentes, pero poseen como ventaja que pueden ser conformables en frío. La composición típica de esta estructura guarda la siguiente proporción: 61% de hierro, 28% de cromo y 11% de Cobalto. Los valores de las propiedades magnéticas son de 1,0T a 1,3T de inducción remanente, de 150 A/cm a 600 A/cm de coercitividad y de 10kJ/m3 a 45kJ /m3. Se emplean en imanes permanentes para receptores telefónicos.