Magnesy to niekończące się źródło zabawy, nie wspominając o wygodzie, jeśli chodzi o notatki lodówki i białe tablice! Ale jeśli chodzi o zastosowania przemysłowe, takie jak te używane przez siły powietrzne i NASA, tylko jeden rodzaj magnesu czyni tę klasę. Są to tak zwane magnesy ziem rzadkich, zestaw silnych magnesów trwałych wykonanych ze stopów poszczególnych pierwiastków ziemi. Elementy te należą do kategorii pierwiastków ziem rzadkich (lub metali), które są zbiorem siedemnastu pierwiastków w układzie okresowym pierwiastków; mianowicie skand, itr i piętnaście lantanowców. Pomimo swojej nazwy pierwiastki ziem rzadkich są w rzeczywistości dość obfite, ale są tak nazwane ze względu na swoje właściwości geochemiczne, rzadko występują w koncentracjach ekonomicznie eksploatacyjnych.
Pierwiastki ziem rzadkich są ferromagnetyczne, co oznacza, że podobnie jak żelazo można je namagnesować. Ponieważ jednak pierwiastki ziem rzadkich mają niskie temperatury Curie (temperatura, w której wykazują właściwości magnetyczne), co oznacza, że są magnetyczne tylko w niskich temperaturach. Jednak większość tworzy związki z metalami przejściowymi, takimi jak żelazo, nikiel i kobalt, które mają wyższe temperatury Curie, i dlatego można je mieszać w celu zwiększenia ich naturalnych właściwości magnetycznych. Istnieją dwa typy: magnesy neodymowe i magnesy samarowo-kobaltowe. Pierwszy z nich, wynaleziony w latach 80., jest najsilniejszym i najtańszym rodzajem magnesu ziem rzadkich, wykonanym z neodymu, żelaza i boru (wzór chemiczny: Nd2Fe14B). Z drugiej strony samarowo-kobaltowe magnesy (wzór chemiczny: SmCo5), pierwsza rodzina wynalazków magnesów ziem rzadkich, są rzadziej stosowane niż magnesy neodymowe ze względu na ich wyższy koszt i słabsze natężenie pola magnetycznego. Jednak samarium-kobalt ma wyższą temperaturę Curie, tworząc niszę dla tych magnesów w zastosowaniach, w których wymagana jest duża siła pola w wyższych temperaturach roboczych.
Magnesy neodymowe są zwykle używane w większości komputerowych dysków twardych i różnych głośników audio. Mają także wiele ważnych zastosowań medycznych, z których przynajmniej najmniej dotyczy technologii rezonansu magnetycznego (lub MRI). Stanowią one również część mechanizmów napędowych silników elektrycznych i hybrydowych, serwomotorów, narzędzi bezprzewodowych i elementów sterowania wspomaganiem kierownicy. Silniki samarowo-kobaltowe są powszechnie stosowane w konstrukcji gitar elektrycznych, wysokiej klasy silników wyścigowych Slotcar i maszyn wirnikowych. Ponadto pierwiastki ziem rzadkich są stosowane jako katalizatory w przemyśle krakingu ropy naftowej i do produkcji urządzeń do automatycznej emisji, i mogą mieć wiele zastosowań w przyszłości dla zielonej technologii. Samarowo-kobaltowe magnesy mogą być również wykorzystywane do wytwarzania systemów kriogenicznych i wysokotemperaturowych do przyszłych podróży kosmicznych.
Początkowo wysoki koszt tych magnesów ograniczał ich zastosowanie do zastosowań wymagających zwartości wraz z wysoką siłą pola, ale od lat 90. magnesy ziem rzadkich stały się coraz tańsze, a niski koszt zainspirował nowe zastosowania (takie jak zabawki magnetyczne do dzieci).
Napisaliśmy wiele artykułów o magnesach do czasopisma Space Magazine. Oto artykuł o tym, gdzie kupić magnesy, a tutaj artykuł o tym, z czego wykonane są magnesy.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat magnesów ziem rzadkich, odwiedź stronę główną magnesów ziem rzadkich, a oto link do Wikipedii: magnesy ziem rzadkich.
Nagraliśmy też cały odcinek Astronomy Cast All about Magnetism. Posłuchaj tutaj, odcinek 42: Magnetism Everywhere.
Źródła:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare_earth_element
http://en.wikipedia.org/wiki/Curie_temperature
http://blogs.wsj.com/chinarealtime/2010/11/02/video-how-a-rare-earth-magnet-works/
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Samarium-cobalt
