Магнитите са безкраен източник на забавление, да не говорим за удобство, когато става дума за нотки на хладилника и бели дъски! Но когато става дума за промишлени цели, като тези, използвани от въздушните сили и НАСА, само един вид магнит прави класа. Те се наричат редки земни магнити, набор от силни постоянни магнити, направени от сплавите на определени земни елементи. Тези елементи попадат в категорията на редкоземните елементи (или метали), които са колекция от седемнадесет елемента в периодичната таблица; а именно скандий, итрий и петнадесетте лантаниди. Въпреки името си, редкоземните елементи всъщност са доста изобилни, но са наречени така поради своите геохимични свойства, те рядко се намират в икономически изгодни концентрации.
Рядкоземните елементи са феромагнитни, което означава, че подобно на желязото, те могат да бъдат намагнетизирани. Въпреки това, тъй като повечето редки земни елементи имат ниски температури на Кюри (температурата, при която проявяват магнитни свойства), което означава, че те са магнитни само при ниски температури. Въпреки това, повечето образуват съединения с преходни метали като желязо, никел и кобалт, които имат по-високи температури на Кюри и следователно могат да се смесват с тях, за да се подобрят естествените им магнитни свойства. Има два вида: неодимови магнити и самарий-кобалтови магнити. Първият, изобретен през 80-те години на миналия век, е най-силният и най-достъпен вид рядкоземен магнит, изработен е от неодим, желязо и бор (химическа формула: Nd2Fe14B). От друга страна, магнитите Самариум-кобалт (химична формула: SmCo5), първото изобретено семейство от редки земни магнити, се използват по-малко от неодимовите магнити поради по-високата им цена и по-слабата сила на магнитното поле. Въпреки това, самарий-кобалт има по-висока температура на Кюри, създавайки ниша за тези магнити в приложения, където е необходима висока якост на полето при по-високи работни температури.
Неодимовите магнити обикновено се използват в повечето компютърни твърди дискове и различни аудио високоговорители. Те също имат редица важни медицински приложения, като най-малкото от тях включва технологията за магнитно резонансно изображение (или ЯМР). Те също са част от задвижващите механизми на електрически и хибридни двигатели, сервомотори, безжични инструменти и сервоуправление на волана. Саморийно-кобалтовите двигатели обикновено се използват при изграждането на електрически китари, висок клас състезателни двигатели Slotcar и турбомашини. В допълнение, рядкоземните елементи се използват като катализатори в производството на крекинг на петрол и за производството на оборудване за автоматично вредни емисии и могат да имат много бъдещи приложения за екологични технологии. Самариум-кобалтовите магнити могат да се използват и при създаването на криогенни и високотемпературни системи за бъдещо пътуване в космоса.
Първоначално високата цена на тези магнити ограничи използването им до приложения, изискващи компактност, заедно с висока якост на полето, но в началото на 90-те години редките земни магнити стават постоянно по-евтини, а ниската цена вдъхновява нови приложения (като магнитни играчки за деца).
Написахме много статии за магнити за Space Magazine. Ето статия за това къде да купите магнити и тук е статия за това от какво са направени магнитите.
Ако искате повече информация за редките земни магнити, разгледайте началната страница на редките земни магнити и ето линк към Уикипедия: Редки земни магнити.
Записахме и цял епизод от Астрономията в ролите, свързан с магнетизма. Чуйте тук, Епизод 42: Магнетизъм навсякъде.
Източници:
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
