{Magnesy neodymowe|Neodymowe magnesy|Silne magnesy neodymowe|Mocne magnesy neodymowe}

Pierwsze znane testy oraz badania nad stopami metali jakie można by było wykorzystać do produkcji bardzo mocnych magnesów rozpoczęły się w 1966 roku. Wtedy to właśnie naukowcy K. Strnat oraz G. Hoffer z laboratorium Air Force Materials , postanowili rozpocząć pracę nad nowymi materiałami, zrobionymi z metali wchodzących w skład ziem rzadkich. W początkowym okresie badane stopy, które zamierzano wykorzystać do wytwarzania silnych magnesów, były tworzone o żelazo, kobalt i lekkie lantanowce, do jakich można zaliczyć: neodym Nd, cer Ce, prazeodym Pr, lantan La, itr Y oraz samar Sm. Lantanowce, które zostały wymienione wykazują szczególne cechy, takie jak możliwość silnego namagnesowania, jednak posiadały bardzo niską temperaturę Curie. Obecnie tworzone silne magnesy neodymowe zawierają prócz żelaza również lekkie lantanowce, co im zapewnia dużą anizotropię magneto-krystaliczną, a poza tym dokłada się do nich kilka procent kobaltu w celu podwyższenia całkowitej temperatury Curie. Magnesy neodymowe zostały opracowane na początku lat 70-tych ze sproszkowanych ziaren samaru wraz z innymi lantanowcami. Został stworzony pierwszy, potężny magnes SmCo₅. Produkcja opierała się na zjawisku kierunkowania ziaren rozdrobnionego stopu przy udziale pola magnetycznego przy spiekaniu. Wypiekanie gotowych magnesów było realizowane w temperaturze powyżej 1100°C wraz z końcowym wyżarzaniem w temperaturze o 250°C niższej. Finalnym z etapów produkowania mocnego magnesu było namagnesowanie materiału w wysokim polu magnetycznym 2T. Dzięki temu procesowi temperatura Curie prototypowego magnesu wyniosła około 745°C.

Aktualnie produkuje się magnesy neodymowe głównie na kontynencie azjatyckim. Największym producentem, a także dystrybutorem gotowych wyrobów są Chiny, z powodu kontrolowania większości światowych złóż pierwiastków ziem rzadkich. Do wytwarzania przemysłowego silnych magnesów zastosowanie znalazły przede wszystkim dwa rodzaje związków: Nd₂Fe₁₄B oraz Sm₂Fe₁₇N₂. Są to magnesyna bazie neodymu oraz magnesy posiadające strukturę nanokrystaliczną, cechujące się nie tylko dużym stopniem namagnesowania, ale również dużą remanencją magnetyczną. Użycie magnesów o dużej mocy jest bardzo szerokie. Najważniejszymi grupami odbiorców są firmy zajmujące się produkcją, projektujące sprzęt elektroniczny oraz elektryczny, zwłaszcza firmy motoryzacyjne, wykorzystujące wydajne hybrydowe oraz elektryczne silniki. Do produkcji takich silników wykorzystywane są neodymowe magnesy ze stopów z pierwiastkami redukujący spadki związane z wydajnością magnesów przy wysokiej temperaturze na przykład takimi jak Terb (Tb) oraz dysproz (Dy). Dzięki zastosowaniu tych substancji, znacząco poprawiono koercję magnetyczną oraz całościową wydajność magnesów używanych w urządzeniach elektrycznych o większej mocy. W Stanach Zjednoczonych już od kilkudziesięciu lat prowadzi się naukowe badania przez powołany specjalnie do takich celów Instytut Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), mający na celu opracowanie nowoczesnych materiałów. W 2011 roku ARPA-E desygnowała blisko 32 miliony dolarów na rozwój zaawansowanych projektów w ramach programu Rare-Earth Substitute, czyli możliwości stworzenia związków mogących zastąpić metale ziem rzadkich jako alternatywę dla naturalnych pokładów pierwiastków, występujących na terenie Azji.

Produkowanie magnesów na bazie neodymu opiera się na dwóch technologiach. W Japonii używano metody spiekania proszków, a na terenie Stanów popularna jest metoda szybkiego chłodzenia. W zależności od oczekiwań i potrzeb, magnesy neodymowe można wytwarzać poprzez zastosowanie innych domieszek, na przykład aluminium, galu albo miedzi. Przez takie połączenie można regulować właściwości magnetyczne samego magnesu, jego poziom wytrzymałości, a także możliwość pracowania w wysokim zakresie temperatur . Da się nawet spowodować, że struktura magnesu będzie odporna na atmosferyczne warunki, na przykład wodę, która może spowodować korodowanie żelaza. Natomiast regularne poprawianie procesów metalurgicznych doprowadziło do otrzymania różnego rodzaju stopów, które wpłynęły znacząco na zwiększenie temperatury Curie. Stworzony w nowoczesny sposób magnes neodymowy, może osiągnąć poziom namagnesowania przekraczający 1,6T, czyli o wiele wyższe chociażby od pola magnetycznego Ziemi.

W pierwszej kolejności głównymi odbiorcami silnych magnesów są przedsiębiorstwa wytwarzające sprzęt pomiarowy, elektroniczny, elektryczny, firmy z branży motoryzacyjnej oraz wytwarzające różnego rodzaju maszyny przemysłowe. Możliwości magnetyczne bardzo również ceni branża meblowa, oferująca odzież, w szczególności związana z ubraniami medycznymi, firmy produkujące zamykania do portfeli oraz torebek oraz reklama i marketing.

Mocne magnesy oparte na neodymie - historia powstania. W okresie gdy były projektowane następne silne magnesy na bazie samaru, w 1983 roku odkryto bardzo ciekawe właściwości magnetyczne związku neodymu w połączeniu z żelazem oraz stalą. Amerykańska firma GM rok po odkryciu stworzyła związek o wzorze Nd₂Fe₁₄B, w proporcji 6% boru, 15% neodymu oraz ponad 70% żelaza. Przemysłowy proces tworzenia magnesów neodymowych o dużej mocy opiera się na dwóch metodach. W Japonii zakład Sumitomo, wchodzący w skład firmy Hitachi, analogicznie jak procesie tworzenia magnesów na bazie samaru, wykorzystywał technikę spiekania odpowiednio przygotowanego proszku, przez co otrzymywano magnes o pełnej gęstości.

W Ameryce magnesy neodymowe o dużej mocy produkowano w firmie General Motors sposobem bardzo szybkiego schładzania stopionego proszku izotropowego. Dlaczego użycie boru, neodymu i żelaza zapewniło dużo większą wydajność? Użycie neodymu znacznie mniej kosztowało, niż w przypadku samaru, a poza tym neodym ma znacznie lepsze parametry magnetyczne. Niestety jego temperatura Curie nie była na odpowiednim poziomi, dlatego podjęto decyzję o podniesieniu tej temperatury do 530°C. Taki poziom uzyskano przez dodanie do puli składników domieszki boru. Dodatkowo można też w pewien sposób modyfikować właściwości magnetyczne, dzięki wprasowaniu do magnesu pomocniczych pierwiastków, typu gal Ga, miedź Cu, niob Nb i aluminium Al.

Magnesy neodymowe często posiadają także w powłoki chroniące przed korozją i zabezpieczające przed oddziaływaniem niekorzystnych warunków pogodowych. Wykonuje się to poprzez dodanie cieniutkiej warstwy miedzi albo niklu np. w uchwytach magnetycznych do poszukiwań, czyli magnesach używanych do sprawdzania dna jezior, rzek oraz mórz. Inżynierowie cały czas opracowują nowocześniejsze magnesy neodymowe, a dzięki postępowi w technologii metalurgicznej proszków, powstają nowe stopy metali cechujące się zwiększoną koercją, jak również magnesy posiadające znacznie wyższą temperaturę Curie i możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6Tesli.

Neodymowe magnesy to dziś najpotężniejsze rodzaje magnesów, jakie do tej pory stworzono. Blisko 30 lat temu w Trinity College w Dublinie naukowiec Michael Coey wymyślił zupełnie nowy magnetyczny stop o bardzo interesującym wzorze Sm₂Fe₁₇N₂. Proces wytwarzania tego materiału opierał się o syntezę proszków samaru i żelaza, które podczas prasowania w silnym polu magnetycznym wraz z domieszką azotu, uzyskały temperaturę Curie w wysokości 470°C i poziom namagnesowania 0,9T. Nie są to wyniki zbliżone do poziomu neodymowych magnesów, lecz opracowany wtedy stop znacząco przewyższał pierwsze z magnesów wykorzystujących ten pierwiastek. Koniec XX wieku przyniósł coraz to nowe pomysły w zakresie silnych magnesów oraz technologii ich produkowania.
Badacze opracowali nano-krystaliczny materiał magnetyczny, zbudowany z mikroskopijnych ziaren o rozmiarze mniejszym niż 100 nm. Nowo odkryte ziarna nano-kryształów, w odróżnieniu od do struktury monokrystalicznej oddzielone są od siebie przestrzenią o wyższej mocy powierzchniowej i nieuporządkowanej budowie. Dzięki wykorzystaniu, na etapie produkowania pierwiastków z grupy ziem rzadkich wraz z dodatkiem żelaza, cechują się wysokim poziomem remanencji magnetycznej. Takie doskonałe parametry magnetyczne biorą się też z jednej rzeczy, to znaczy połączenia magnetycznych momentów żelaza z neodymem. Możliwe będzie dzięki temu świetne magnesowanie magnesów neodymowych.