B O L E T Í N DE LA S O C I E D A D E S P A Ñ O L A DE

Cerámica y Vidrio A R T I C U L O

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Materiales magnéticos: hilos magnéticos M. VÁZQUEZ

Instituto de Magnetismo Aplicado, UCM-RENFE, e Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC Apdo. Correos 155. 28230 Las Rozas (Madrid)

En este trabajo se pasa revista a algunos de los materiales magnéticos en forma de hilo de mayor actualidad y transcendencia por sus aplicaciones tecnológicas. Se inicia por una breve introducción haciendo hincapié en los distintos términos energéticos que deter­minan su comportamiento magnético. A continuación describimos las propiedades de algunos materiales filiformes como «whisker» de hierro, hilos amorfos y nanocristalinos, microhilos barnizados y nanohilos. Por último, se describen algunas aplicaciones tecno­lógicas particulares en donde se hace uso de las propiedades determinantes de estos hilos magnéticos.

Palabras clave: Materiales magnéticos, procesos de imanación, sensores magnéticos

Magnetic materials: magnetic wires

The main magnetic characteristics of selected wire-shaped magnetic materials are here overviewed. After a first introduction of the various energetic contributions determining their magnetic behaviour, some particular magnetic wires are described: Fe whiskers, amorphous and nanocrystalline wires, glass-coated micro wires and nano wires. Finally, some of the technological appHcations are described making particular emphasis in those devices where this sort of materials are currently employed.

Key word: Magnetic materials, imaning process, magnetic sensor.

1. INTRODUCCIÓN

El estudio del comportamiento magnético de distintos tipos de materiales tiene tradicionalmente una importancia notable puesto que ha permitido su utilización en numerosas aplica­ciones prácticas gracias a sus propiedades específicas. Sin embargo, para alcanzar un grado óptimo en su aplicabilidad es necesario un conocimiento lo más amplio posible de los facto­res que la determinan. Los hilos magnéticos siempre han pre­sentado un interés particular por sus aplicaciones especial­mente como sensores magnéticos. Podríamos aquí recordar que un hilo magnético, como puede ser considerada la aguja imantada de las brújulas, fué uno de los primeros artificios tec­nológicos magnéticos desarrollados por el hombre. En particu­lar, detallaremos algunas características de los hilos y microhi­los magnéticos que se fabrican y estudian en nuestro Laboratorio. Por último, pasaremos revista a una selección de aplicaciones y prototipos desarrollados por nosotros surgidos como consecuencia de tales estudios.

El carácter magnético de todo material está determinado por una serie de factores que podrían ser clasificados en tres tipos: intrínsecos, estructurales y de forma. Los factores intrínsecos están ligados al magnetismo microscópico y más en concreto al momento magnético asociado a átomos y moléculas. Cuando se habla de un material magnético, se sobreentiende que nos referimos técnicamente a un material ferromagnético. Este tipo de materiales se caracterizan en primer lugar por poseer un momento magnético atómico neto. Además, los momentos magnéticos atómicos interaccionan de forma cooperativa muy

intensa, a través de la interacción de canje cuya densidad de energía se puede expresar de la forma:

E^ = A (da / dx)2 [1]

siendo A la constante de canje, y d a / d x representando la variación espacial de la orientación de los momentos magnéti­cos atómicos. Así pues, los momentos magnéticos tratan de orientarse paralelamente a sí mismos para dar lugar a una energía de canje mínima y a un momento magnético neto macroscópico muy elevado. Sin embargo, el eje de fácil imana­ción o dirección preferente según la cual se orientan esos momentos es independiente de la interacción de canje, y depende de factores estructurales determinados por las aniso-tropías magnéticas.

La anisotropía magnética por excelencia es la que proviene de la existencia de un orden atómico estructural de largo alcan­ce, es decir de la simetría de la red cristalina. La anisotropía magnetocristalina refleja el acoplamiento entre los momentos magnéticos atómicos y la simetría de la red cristalina. Se puede representar mediante un término de energía cuya densidad en primera aproximación y para cristales cúbicos es de la forma:

^m.c. = ^ [toiOC2)^ + («2^3^^ + (cx3a2)^] [2]

siendo K la constante de anisotropía y a^ los cosenos directores de los momentos magnéticos con relación a los ejes cristalográ­ficos. Las direcciones que hacen mínima esta energía son deno­minadas de fácil imanación magnetocristalina (en particular.

208 Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio, 36 [2-3] 208-214 (1997)

MATERIALES MAGNÉTICOS: HILOS MAGNÉTICOS

las direcciones <100> para el Fe con K>0, y las direcciones <111> para el Ni con K<0).

La anisotropía magnética también puede ser inducida: i) Por las deformaciones de la red producidas por la existencia de ten­siones, a, dando lugar a la anisotropía magnetoelástica cuya densidad de energía se expresa mediante:

: (3/2) Xasen^j [3]

siendo A. la constante de magnetostricción del material y y el ángulo formado por los momentos magnéticos con la dirección determinada por la tensión. Las direcciones de fácil imanación magnetoelástica corresponden a y = O y 90^ cuando X es positi­va y negativa respectivamente (siendo las tensiones de tracción o positivas). O bien, ii) Mediante tratamientos térmicos o mecá­nicos que originan modificaciones del orden estructural de corto alcance. Tanto la anisotropía magnetocristalina como las inducidas reflejan de algún modo las distancias y orientaciones relativas de los átomos, es decir su microestructura.

Existe otro tipo de anisotropía denominada de forma, origi­nada exclusivamente por la forma macroscópica del material o bien de las partículas magnéticas que lo constituyen, y que se puede expresar mediante una densidad de energía:

E N = - (1/2) ^0 Ms-Hd - (1/2) ^0 Ni M/ [4]

siendo H^ el campo desimanador y Nj el factor desimanador correspondientes a una orientación particular según la cual se aplica el campo magnético externo. Las intensidades del campo y factor desimanador dependen de lo acusada que sea la forma macroscópica del material considerado o de las partículas que lo constituyen. Esta energía de forma refleja el hecho de que energéticamente es desfavorable el que exista una componente del vector imanación (momento magnético por unidad de volu­men) según una dirección perpendicular a una superficie fron­tera entre dos medios magnéticos distintos. En definitiva, que en la superficie de un material los momentos tratan de orien­tarse según una dirección tangente a la superficie. En el caso de un hilo, el factor desimanador según la dirección axial vale

Ni - (271 d/1) [In (2d/l) -1] [5]

siendo d y 1 el diámetro y la longitud del hilo respectivamente. Según las direcciones perpendiculares, el factor desimanador es Ni^27r.

Con objeto de reducir la energía magnetostática asociada a estos campos desimanadores, el volumen del material se sub­divide en distintas regiones o dominios magnéticos separados por paredes frontera. Por último, bajo la acción de un campo magnético aplicado, los momentos magnéticos tienden a orien­tarse paralelamente a él con objeto de hacer mínimo el término de energía potencial magnética de la forma:

Ej^ = - |iQ Ms • H [6]

En resumen, la orientación de la imanación estará determi­nada por el balance energético entre las diferentes contribucio­nes que venimos de indicar. La estructura de dominios a su vez se alterará a medida que el campo aplicado se modifica.

Los hilos magnéticos que tratamos aquí presentan, indepen­dientemente de otras anisotropías magnéticas, una anisotropía de forma muy acusada debido al elevado valor de la relación longitud/diámetro, que determina un factor desimanador

axial muy pequeño. Por esta razón, los momentos magnéticos tratarán siempre de orientarse paralelamente al eje del hilo o dirección de fácil imanación asociada a la anisotropía de forma. Esta característica les hace particularmente atractivos tanto para estudiar en ellos procesos micromagnéticos básicos como por sus aplicaciones tecnológicas.

En la búsqueda de hilos magnéticos con características extre­mas, debemos considerar aquellos donde alguna de las aniso­tropías antes mencionadas alcanzan valores muy elevados o despreciables. En el caso de los imanes permanentes, por ejem­plo, se requieren los valores más elevados de anisotropía cris­talina o magnetoelástica. Aquí, nos detendremos en los hilos magnéticos blandos. Los casos que vamos a considerar son los siguientes: a) Ausencia de anisotropía magnetoelástica o Predominio de anisotropía cristalina sobre la magnetoelástica (whiskers de hierro), b) Ausencia de anisotropía cristalina (hilos y microhilos amorfos), c) Ausencia o bien, mínimos valo­res de ambas anisotropías cristalina y magnetoelástica (hilos nanocristalinos), y d) Imanación por rotación (nanohilos).

2. HILOS MAGNÉTICOS CRISTALINOS

Probablemente, el tipo de «hilo» magnético clásico en donde mejor se ha podido estudiar los procesos micromagnéticos de imanación y estructura de dominios ha sido en los «whiskers» de hierro. Estos monocristales son obtenidos mediante reduc­ción de cloruro ferroso en atmósfera de hidrógeno a una tem­peratura de aproximadamente 700^C. Pueden alcanzar una longitud de unos pocos centímetros y su sección es rectangular o hexagonal con decenas de mieras de dimensión lateral (1,2). Son monocristales cuasi-perfectos y por tanto presentan una anisotropía magnetocristalina muy bien definida y de notable intensidad según los ejes cristalográficos <100> determinados por su red cúbica. La expresión matemática de esa energía viene dada por la ec. [2]. Un ejemplo típico de la estructura de dominios es la que se presenta en la figura 1 obtenida median-

Fig. 1. Estructuras de dominios obtenidas mediante técnica de Bitter de las caras superior y lateral de un monocristal de hierro <100> de sección cuadra­da ( se corresponden al esquema de la fig. 2 en ausencia de campo aplicado).

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H=0

y^y^ >-wI'""''̂ ^̂ ^̂ ^̂ ^̂ ^̂ ^̂ ^̂^ \ "̂ _y1 y-*^ v ^ i r ^ ^ «Ml

* , II WIM mx

"^v** > '̂%k. ^\J>^ J^\^ * | M |

l / i > / ^ N. f̂ Vy^V y \ . ^ Vfi * J

-*» \ y mm ^ *w^

i » k ^ ^ ^ ^ S f ^

B ^

Fig. 2. Representación esquemática de la estructura de dominios en la rema­nencia (correspondiente a la fig. 1), y su modificación bajo la aplicación de un campo magnético axial relativamente débil. La orientación de la imanación en cada dominio se representa mediante las correspondientes flechas.

a) b) c)

p H 1 _ H

'o C3 u 0.1 0.1 1

Campo Magnético (Oe)

Fig. 3. Ciclos de histéresis típicos de material amorfo de composición rica en Fe en forma de cinta (a), de hilo (b), y de microhilo (c).

te técnica de Bitter, y correspondiente a un whisker <100> de sección cuadrada. En la figura 2 se representa esa estructura de dominios tanto en la remanencia como una vez apHcado un débil campo magnético que modifica la posición de las paredes frontera entre diversos dominios.

Bajo la aplicación de un campo magnético, se modifica la dis­tribución de dominios dado que algunos de ellos presentan menor energía magnética potencial asociada al campo aplica­do. De este modo para un campo crítico se produce un proce­

so irreversible de desplazamiento de paredes dando lugar prácticamente a la saturación de los momento magnéticos en la dirección del campo aplicado.

3. HILOS AMORFOS

Un caso radicalmente diferente es el de los hilos amorfos, que se caracterizan por carecer estrictamente de ordenamiento atómico de largo alcance. Por lo tanto, su anisotropía magneto-cristalina es despreciable y su comportamiento magnético esta­rá gobernado por las anisotropías magnetoelástica y de forma. Los hilos amorfos han podido ser obtenidos recientemente gra­cias al perfeccionamiento de la técnica de soUdificación ultra­rrápida sobre agua a partir de la aleacción fundida. En este caso, la longitud de hilo es prácticamente indefinida (típica­mente, los estudios se realizan con hilos del orden de 10 cm de longitud) mientras que su diámetro es de aproximadamente 0.1 mm. La estructura amorfa se alcanza gracias al enorme ritmo de enfriamiento a partir de la aleación fundida (1250<^C) que es del orden de lO^-lO^oc/s. La forma cilindrica del hilo solidificado resultante es consecuencia de la. simetría del pro­ceso de enfriamiento sobre agua. Este enfriamiento ultrarrápi­do introduce enormes tensiones internas y por lo tanto una ele­vada anisotropía magnetoelástica que determina el comporta­miento magnético en competición con la anisotropía de forma(3,4). Como se desprende de la ec. [3], la magnetostric-ción, X, del material será entonces determinante en el proceso de imanación.

Los hilos amorfos de composición basada en Fe o en Co (típi­camente Fe75SÍ25B2o o C075SÍ25B20) poseen una elevada constante de magnetostricción (k = 3.10"^y X = -3.10"^, respec­tivamente) y presentan un comportamiento magnético biesta-ble (ciclo de histéresis cuadrado originado por un único salto Barkhausen gigante) en campos débiles (campo de «switching» del orden de 50 mOe) como consecuencia del proceso de inver­sión de la imanación entre las dos direcciones del eje del hilo que coinciden con sus ejes de fácil imanación magnetoelástica. La figura 3 muestra 3 ciclos de histéresis típicos de aleaciones amorfas filiformes. Este proceso de inversión de la imanación en todo el hilo se produce mediante la nucleación inicial de pequeños dominios con imanación invertida en los extremos del hilo (ver Figura 4). Posteriormente, se produce el desen­ganche y propagación de una pared magnética a lo largo de todo el hilo cuando el campo aphcado alcanza un valor crítico dando lugar a pulsos de voltage inducidos en pequeños bobi­nados situados a lo largo del hilo (ver Figura 5).

Fig. 4. Evolución de la estructura de dominios de cierre, obtenida mediante efecto Kerr magnetoóptico, en un hilo amorfo rico en Fe pulido axialmente ante un campo magnético, H, creciente inferior al campo de «switching»[5]. La distancia al extremo del hilo es aproximadamente 2 cm. a) H=0 b) H=lÁ/m c) H=3A¡m yd)H=6A/m ' '

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MATERIALES MAGNÉTICOS: HILOS MAGNÉTICOS

a)

b)

C)

d)

/ b M

^ • •

^

H

Fig. 5. Modelo de estructura de dominios para diferentes estados magnéticos del ciclo de histéresis. En la parte inferior, se muestra también los picos de vol­tage inducidos en dos pequeñas bobinas (SI y S2) recogiendo el proceso local de inversión de la imanación (observar el intervalo temporal entre los picos recogidos por las bobinas separadas 10 cm).

-4f-

zi ^ -100 c "o g 40 1-E

-40

í ** .^^"^^ 1

-50 50 100 1

b ^

1 1 I

1 —1 1 1

-10 -5 o 5 10

Campo magnético (Oe)

Fig. 6. Ciclos de histéresis rectangular y quasi-anhisterético típicos de microhilos amorfos barnizados ricos en Co (a) y en Fe (b) que presentan res­pectivamente magnetostricción positiva y negativa.

4. MICROHILOS BARNIZADOS

Otra familia de hilos magnéticos de alto interés tecnológi­co está constituida por los microhilos amorfos barniza-dos(7,8). Este material «composite» está formado por un núcleo metálico ferromagnético revestido por un recubri­miento de vidrio aislante. El núcleo tiene estructura amorfa y composición similar, a la de los hilos amorfos considerados previamente y su diámetro puede oscilar a voluntad entre 1 y 20 mieras. La cubierta es de vidrio tipo pyrex de entre 2 y 8 mieras de espesor que les aisla eléctrica y químicamente. Estos microhilos amorfos barnizados se obtienen mediante enfriamiento ultrarrápido bajo tracción. En este caso, el núcleo metálico y la capa aislante de vidrio pyrex funden a temperatura similar. De hecho, el vidrio funde a partir del calor transmitido por la aleación metálica a una temperatura del orden de ISOO^C.

Los microhilos amorfos, debido al peculiar proceso de fabricación, presentan unas tensiones internas muy elevadas del orden de 10^ MPa, y por tanto su anisotropía magnetoe-lástica es también muy elevada. Esto permite que microhilos ricos en Fe y elevada magnetostricción de signo positivo pre­senten un comportamiento magnético biestable para mues­tras de longitud tan reducida como 2 mm, mientras que en los hilos antes descritos esa longitud mínima es de aproximada­mente 7 cm.

Por el contrario, aquellos microhilos con magnetostricción negativa presentan ciclos de histéresis prácticamente anhiste-réticos como se puede apreciar en la figura 6. Su campo de ani­sotropía es, por otra parte, modificable mediante tratamientos térmicos, pudiéndose alcanzar valores muy elevados de per­meabilidad que además permanece constante en todo el proce­so de imanación.

5. HILOS NANOCRISTALINOS

Tanto los hilos como los microhilos con estructura vitrea pueden perder su carácter amorfo para presentar estructura multifásica (en particular para las aleaciones de composición genérica FeSiBCuNb ó EeZrSiB) cuando son sometidos a deter­minados tratamiento térmicos a temperaturas del orden de 500-600^C. Esa estructura multifásica estable y homogénea suele estar constituida por una fase amorfa enriquecida en Fe, otra fase nanocristalina con granos de a-Fe(Si) (tamaño medio de grano del orden de 10 nm) ambas ferromagnéticas con dis­tinta temperatura de orden, y por último de granos segregados de elementos para ó diamagnéticos (9,10).

En este tipo de materiales, el interés reside por una parte en su aspecto básico al poder estudiar la competición entre aniso-tropías magnetocristalina y magnetoelástica en función del grado de cristalización y naturaleza y tamaño de los nano y microcristales generados. De hecho, cuando se alcanza el grado óptimo de nanocristalización estos materiales se comportan magnéticamente como extraordinariamente blandos reducien­do su coercitividad y aumentando su permeabilidad respecto a los valores de la fase vitrea. Este carácter blando se debe por una parte al efecto de promediado de la anisotropía magneto-cristalina de los mencionados nanocristales. Asimismo, al hecho de poseer una débil anisotropía magnetoelástica como consecuencia de la relajación de tensiones internas y a la reduc­ción de la constante de magnetostricción alrededor de un orden de magnitud, ambos hechos consecuencia del tratamien-

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to térmico. La anisotropía magnética total se puede expresar como:

Ej^= K/(N) l /2^_(3/2)> ,o [7]

donde N representa el número de nanocristales contenidos en 1 11

la longitud de canje, Iç - (A/K)^/^ y K la densidad de energía magnetocristalina que correspondería a cada nanocristal aisla­do. Ejemplos de la evolución estructural y del comportamiento magnético en función de la temperatura de tratamiento se representan en las figuras 7 y 8 respectivamente.

6. NANOHILOS MAGNÉTICOS

Por último, debemos también mencionar, si bien brevemen­te, el notable interés básico y de aplicabilidad tecnológica en el próximo futuro que presentan los hilos magnéticos con dimen­sión transversal nanométrica. Los nanohilos magnéticos (en particular, nanohilos de Ni) son obtenidos mediante técnicas sofisticadas de litografiado y electroquímica, pudiéndose alcanzar diámetros de alrededor de 50 nm(ll,12). Este valor es típicamente inferior a la longitud de canje o anchura de pared frontera entre dominios. Por tanto, no cabe hablar propiamen­te de dominios magnéticos, y el proceso de inversión de la ima­nación se realiza mediante rotaciones. En general, este proceso de imanación presenta campos coercitivos superiores que el originado por desplazamientos de paredes. La pequeña dimensión transversal juega un papel fundamental a la hora de determinar, al menos teóricamente, los procesos micromagné-ticos alternativos de rotación uniforme, «curling», «buckling», etc... así como la influencia de las fluctuaciones térmicas y de otro tipo en el campo de «switching».

7. ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACIONES TECNOLÓGICAS

Como ejemplo de las aplicaciones tecnológicas en las que actualmente se emplean hilos magnéticos mencionados aqui, vamos a considerar los siguientes casos:

7.1. Sensores Magnéticos basados en el efecto de Magnetoimpedancia Gigante

Los hilos amorfos con base de Co-Fe y alto contenido en Co que presentan magnetostricción prácticamente nula (À.~-10'"), carecen del comportamiento biestable descrito anteriormente. Sin embargo, presentan otra propiedad muy sobresaliente como es el efecto de Magneto-Impedancia Gigante, GMI, que ha sido recientemente descubierto en estos materiales(13,14). Este efecto consiste en la variación relativa de impedancia, Z, (partes real e imaginaria) de hasta el 400% para campos magnéticos continuos del orden de 10 Oe. La medida experimental de la impedancia requiere el paso de una débil corriente alterna (del orden de 0.1 m A) a frecuencia suficientemente elevada (0.1-10 MHz). La variación de MI se explica mediante el efecto pelicu­lar, clásico en materiales magnéticos que presenten una extra­ordinariamente elevada permeabilidad circular como es el caso de estos hilos ricos en Co. La impedancia viene expresada por

45,0 52.5 60.0 67.5 75.0 82.5 90.0 97.5 105.0 2-Theta (Grados)

Fig. 7. Proceso de desvitrificación de un hilo amorfo de composición FeSiBCuNh: diagramas de rayos X para muestras sometidas a tratamientos a diversas temperaturas: a) 450^C, b) 500°-C, c) 540^C y d) 600°-C .

\^, M(T)

10' 10̂ . 10^ HÍAm')

Fig. 8. Ciclos de histéresis de un microhilo de composición FeSiBCuNb some­tido a tratamientos presentando así estructura amorfa (a), nano (b) y micro-cristalina (c). Es importante resaltar la posibilidad de incrementar el campo coercitivo en más de dos órdenes de magnitud manteniendo el carácter biesta-

siendo R^^ la resistencia óhmica, R el radio total del hilo, Jj las funciones de Bessel y K=(l+i) (R/ô) siendo ô la penetración asociada al efecto pelicular que se determina a partir de:

ina^f^í) -1/2 [9]

siendo a la conductividad electrica, |IA la permeabilidad circu­lar del medio, y f la frecuencia de la corriente que atraviesa el material. Como se desprende de esta expresión, el efecto de magnetoimpedancia gigante se observará tanto mejor cuanto mayor sean los valores de la permeabilidad circular, la con­ductividad y la frecuencia de trabajo, es decir, cuanto mayores sean las, usualmente indeseadas, corrientes de Foucault. En la figura 9 se representa el efecto de magnetoimpedancia en fun­ción del campo aplicado donde la variación relativa de magne­toimpedancia se define a partir de

(AZ/Z) = [ Z (H) - Z (Hj^ax) ] / Z (Hj^^^)] [10]

Z = (1/2) R^c (kR) [Jo (kR)/Ji (kR)] [8]

Por ello, estos hilos son ciertamente prometedores como ele­mentos sensores de campo magnético, corriente eléctrica y posición, siendo una alternativa real a los sensores basados en efecto Hall o en determinadas aplicaciones que utilizan el efec­to de magnetorresistencia gigante. Como ejemplo de aplicación del efecto GMI, en la figura 10 se representa la curva caracte­rística de un sensor de corriente basado en dicho efecto. En este

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MATERIALES MAGNÉTICOS: HILOS MAGNÉTICOS

-20 20

H(Oe)

Fig. 9. Efecto de Magnetoimpedancia Gigante en un hilo amorfo de composi­ción CoFeSiB en función del campo magnético continuo aplicado.

Fig. 10. Sensor de corriente semi-integrado desarrollado en el ÎMA, y su curva de calibrado voltage-corriente[16] (ver parte inferior).

Bolígrafo para Autentificación de Firmas Hilo Amorfo

Muelle

Bobina receptora

Fig. 11. Esquema de un bolígrafo, sensor magnetoelástico, para la verificación y autentificación defirmas[17].

caso particular, la magnitud sensada es realmente el campo magnético generado por la corriente.

7.2. Sensores basados en la biestabilidad magnética

El efecto de biestabilidad magnética descrito en relación con los hilos amorfos es utilizable en numerosas aplicaciones haciendo uso fundamentalmente en los picos de voltage muy agudos inducidos en pequeños bobinados como consecuencia del proceso de la propagación de la inversión de imana-ción(15). Estos pulsos pueden ser utilizados en aplicaciones muy diversas tales como generadores de pulsos, sensores de posición y desplazamiento, sensores de campo magnético, sen­sores magnetoelásticos, contadores de revoluciones y gonió­metros, etc....

En la figura 11 se representa en esquema un sensor magne­toelástico para la verificación y autentificación de firma basado en la dependencia del comportamiento magnético con la inten­sidad y secuencia de las tensiones mecánicas ejercidas durante el proceso de firma.

7.3. Codificación y tarjetas magnéticas

Una consecuencia del comportamiento biestable y de la aguda señal inducida es que el anáhsis espectral de Fourier de esa señal contiene una rica respuesta en diferentes armónicos. Esto ha permitido la utilización de este tipo de hilos en tarjetas de seguridad. En otros casos se puede utilizar un conjunto de hilos biestables caracterizados por un campo coercitivo dife­renciado de modo que bajo la aplicación de un campo magné­tico creciente se inducirá una serie de señales correspondientes al proceso de inversión de la imanación de cada hilo. En la figu­ra 12 se representa un esquema de funcionamiento de este sis­tema de codificación(18).

Fig. 12. Esquema de un sistema simplificado de codificación utilizando un conjunto de hilos biestables con campo coercitivo resuelto (en la parte superior de la figura se muestra el ciclo de histéresis para un conjunto de 3 hilos).

M

1 I

-^ 2 t

mTTTiïiïïïïïïiïnïïmTT

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Un caso de particular importancia es el que utiliza microhi-los amorfos biestables sometidos a diversos tratamientos tér­micos que dan lugar a materiales con campo coercitivo bien diferenciado como se ha indicado en una sección previa (ver figura 8).

8. CONCLUSIONES

En este trabajo se ha pasado revista a las características gene­rales de los hilos magnéticos. Se ha discutido diversos aspectos relativos a su fabricación mediante distintas técnicas de enfria­miento ultrarrápido así como el proceso de imanación en hilos cristalino y amorfos. A continuación se han descrito algunas técnicas que permiten la optimización del comportamiento magnético como tratamientos de nanocristalización y fabrica­ción de microhilos barnizados. Se menciona también el caso de los nanohilos magnéticos como materiales del máximo interés futuro. Por último, se han descrito algunos sensores magnéti­cos haciendo uso de hilos magnéticos y sus propiedades como biestabilidad magnética (salto Barkhausen gigante) o magne-toimpedancia gigante = •

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