Caracterização magnética e crescimento de grão em ímãs de ferrita: influência do tratamento térmico e ajuste de curvas de histerese
Magnetic characterization and grain growth in ferrite magnets: influence of heat treatment and hysteresis curve fitting
Caracterización magnética y crecimiento de grano en imanes de ferrita: influencia del tratamiento térmico y ajuste de la curva de histéresis
Kaio Sérgio Torres de Souza, Marcos Flávio de Campos, José Adilson de Castro
Resumo
Este trabalho investiga a correlação entre microestrutura e propriedades magnéticas em ímãs de ferrita dura, combinando caracterização magnética e análise do crescimento de grão após tratamentos térmicos em diferentes temperaturas e tempos. A resposta magnética foi avaliada por curvas de histerese B(H) medidas nas direções paralela (BP) e perpendicular (BT) ao eixo de orientação, permitindo discutir remanência, coercividade e retangularidade dos laços em função do grau de orientação e da evolução microestrutural. Como contribuição metodológica central, aplica-se um procedimento de ajuste comparativo entre as curvas BP/BT, impondo saturação comum (Y30; Bs=3,85 kG) e alinhamento do cruzamento em B=0 por meio de um fator de campo efetivo SBT. Esse tratamento estabelece um referencial único para comparação direcional e amplia a interpretação das diferenças de forma dos laços associadas à anisotropia efetiva e às condições de sinterização/tratamento. Os resultados indicam que o aumento de temperatura e/ou tempo favorece o crescimento de grão e está associado à redução da coercividade, coerente com a diminuição de barreiras microestruturais à nucleação e propagação de regiões reversas e com mudanças na mobilidade de paredes de domínio. Em contrapartida, condições menos severas tendem a preservar microestruturas mais refinadas, compatíveis com maior resistência à reversão. Por fim, a análise comparativa e os ajustes evidenciam que, embora o modelo de Stoner–Wohlfarth com textura idealizada reproduza tendências qualitativas, apresenta limitações para descrever quantitativamente a reversão em amostras reais, onde distribuições de orientação, heterogeneidades e interações magnetostáticas influenciam a histerese.
Palavras-chave
Abstract
This work investigates the correlation between microstructure and magnetic properties in hard ferrite magnets, combining magnetic characterization and grain growth analysis after heat treatments at different temperatures and times. The magnetic response was evaluated by B(H) hysteresis curves measured in the parallel (BP) and perpendicular (BT) directions to the orientation axis, allowing discussion of remanence, coercivity, and loop rectangularity as a function of the degree of orientation and microstructural evolution. As a central methodological contribution, a comparative adjustment procedure between the BP/BT curves is applied, imposing common saturation (Y30; Bs=3.85 kG) and alignment of the crossing at B=0 by means of an effective field factor SBT. This treatment establishes a single reference for directional comparison and broadens the interpretation of loop shape differences associated with effective anisotropy and sintering/treatment conditions. The results indicate that increased temperature and/or time favors grain growth and is associated with reduced coercivity, consistent with decreased microstructural barriers to the nucleation and propagation of reverse regions and with changes in domain wall mobility. Conversely, less severe conditions tend to preserve more refined microstructures, compatible with greater resistance to reversion. Finally, the comparative analysis and adjustments show that, although the Stoner–Wohlfarth model with idealized texture reproduces qualitative trends, it has limitations in quantitatively describing reversion in real samples, where orientation distributions, heterogeneities, and magnetostatic interactions influence hysteresis.
Keywords
Resumen
Este trabajo investiga la correlación entre la microestructura y las propiedades magnéticas en imanes de ferrita dura, combinando la caracterización magnética y el análisis del crecimiento de grano tras tratamientos térmicos a diferentes temperaturas y tiempos. La respuesta magnética se evaluó mediante curvas de histéresis B(H) medidas en las direcciones paralela (BP) y perpendicular (BT) al eje de orientación, lo que permitió analizar la remanencia, la coercitividad y la rectangularidad del bucle en función del grado de orientación y la evolución microestructural. Como contribución metodológica fundamental, se aplica un procedimiento de ajuste comparativo entre las curvas BP/BT, imponiendo una saturación común (Y30; Bs=3,85 kG) y alineando el cruce en B=0 mediante un factor de campo efectivo SBT. Este tratamiento establece una única referencia para la comparación direccional y amplía la interpretación de las diferencias en la forma del bucle asociadas a la anisotropía efectiva y a las condiciones de sinterización/tratamiento. Los resultados indican que el aumento de la temperatura y/o el tiempo favorece el crecimiento de grano y se asocia con una menor coercitividad, lo que concuerda con la disminución de las barreras microestructurales para la nucleación y propagación de regiones inversas y con cambios en la movilidad de las paredes de dominio. Por el contrario, las condiciones menos severas tienden a preservar microestructuras más refinadas, compatibles con una mayor resistencia a la reversión. Finalmente, el análisis comparativo y los ajustes muestran que, si bien el modelo de Stoner-Wohlfarth con textura idealizada reproduce tendencias cualitativas, presenta limitaciones para describir cuantitativamente la reversión en muestras reales, donde las distribuciones de orientación, las heterogeneidades y las interacciones magnetostáticas influyen en la histéresis.
Palabras clave
Submetido em:
28/01/2026
Revisado em:
24/02/2026
Aceito em:
11/03/2026
Publicado em:
20/04/2026
