Magneter är en oändlig källa till kul, för att inte tala om en bekvämlighet när det gäller kylskyltar och vita skivor! Men när det gäller industriell användning, till exempel de som används av flygvapnet och NASA, gör bara en typ av magnet graden. Dessa kallas Rare Earth Magnets, en uppsättning starka permanentmagneter tillverkade av legeringar av speciella jordelement. Dessa element ingår i kategorin av sällsynta jordartsmetaller (eller metaller), som är en samling av sjutton element i den periodiska tabellen; nämligen skandium, yttrium och de femton lantaniderna. Trots deras namn, är sällsynta jordelement faktiskt ganska rikliga, men namnges så på grund av deras geokemiska egenskaper, de finns sällan i ekonomiskt exploaterbara koncentrationer.
Sällsynta jordelement är ferromagnetiska, vilket innebär att de, som järn, kan magnetiseras. Men eftersom de flesta sällsynta jordartselement har låga Curie-temperaturer (temperaturen vid vilka de uppvisar magnetiska egenskaper), vilket betyder att de endast är magnetiska vid låga temperaturer. De flesta bildar emellertid föreningar med övergångsmetaller som järn, nickel och kobolt, som har högre Curie-temperaturer, och kan därför blandas med dem för att förbättra deras naturliga magnetiska egenskaper. Det finns två typer: neodymmagneter och samarium-koboltmagneter. De förra, som uppfanns på 1980-talet, är den starkaste och billigaste typen av sällsynt jordartsmagnet, tillverkad av neodym, järn och bor (kemisk formel: Nd2Fe14B). Å andra sidan används Samarium-koboltmagneter (kemisk formel: SmCo5), den första familjen av sällsynta jordartsmagneter som uppfanns, mindre än neodymmagneter på grund av deras högre kostnad och svagare magnetfältstyrka. Samarium-kobolt har emellertid en högre Curie-temperatur, vilket skapar en nisch för dessa magneter i applikationer där hög fältstyrka behövs vid högre driftstemperaturer.
Neodymmagneter används vanligtvis i de flesta datorhårddiskar och i olika ljudhögtalare. De har också ett antal viktiga medicinska tillämpningar, inte minst som teknik för magnetisk resonansavbildning (eller MRI). De är också en del av drivmekanismerna för elektriska och hybridmotorer, servomotorer, sladdlösa verktyg och servostyrningskontroller. Samarium-koboltmotorer används ofta vid konstruktion av elektriska gitarrer, avancerade Slotcar-tävlingsmotorer och turbomaskiner. Dessutom används sällsynta jordartsmetaller som katalysatorer inom petroleumssprickningsindustrin och för att göra utrustning för autoutsläpp, och kan ha många framtida tillämpningar för grön teknik. Samarium-koboltmagneter kan också användas för framställning av kryogena och högtemperatursystem för framtida rymdresor.
Ursprungligen begränsade de höga kostnaderna för dessa magneter deras användning till applikationer som kräver kompakthet tillsammans med hög fältstyrka, men från början på 1990-talet har sällsynta jordartsmagneter blivit stadigt billigare, och den låga kostnaden har inspirerat nya användningsområden (som magnetiska leksaker för barn).
Vi har skrivit många artiklar om magneter för Space Magazine. Här är en artikel om var man kan köpa magneter, och här är en artikel om vilka magneter är gjorda av.
Om du vill ha mer information om Rare Earth Magnets, kolla in Rare Earth Magnetics hemsida och här är en länk till Wikipedia: Rare Earth Magnets.
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast som handlar om magnetism. Lyssna här, avsnitt 42: Magnetism överallt.
källor:
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
