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

Pierwsze testy oraz badania nad materiałami jakie można by było wykorzystać do wytwarzania silnych magnesów rozpoczęły się ponad 50 lat temu. W tym czasie dwóch badaczy G. Hoffer i K. Strnat z Air Force Materials Laboratory w Dayton, zaczęli pracę nad materiałami magnetycznymi, składającymi się z metali wchodzących w skład tak zwanej grupy metali ziem rzadkich. Początkowo pierwsze materiały, jakie zamierzano wykorzystać do stworzenia mocnych magnesów, opierały się na bazie żelaza, kobaltu i lekkich lantanowców, do jakich można zaliczyć: cer Ce, prazeodym Pr, neodym Nd, samar Sm, lantan La i itr Y. Wymienione powyżej lantanowce wykazywały charakterystyczne właściwości, takie jak silne namagnesowywanie, lecz problemem była niska temperatura Curie. Dzisiaj produkowane silne magnesy neodymowe w swoim składzie posiadają obok żelaza także lekkie lantanowce, zapewniając im dużą anizotropię magneto-krystaliczną, a poza tym uzupełnia się ten skład o kilka procent kobaltu aby zwiększyć zbyt niską temperaturę Curie. Debiutanckie neodymowe magnesy zostały opracowane na początku lat 70-tych wykorzystując sproszkowane ziarna samaru wraz z innymi pierwiastkami z rodziny lantanowców. Stworzono pierwszy na świecie, magnes o dużej mocy SmCo₅. Samą produkcję oparto na ukierunkowaniu kryształów rozdrobnionego stopu przy udziale pola magnetycznego w czasie spiekania. Spiekanie wyprasek odbywało się w warunkach temperaturowych około 1120°C wraz z końcowym wyżarzaniem w temperaturze 850°C. Finalnym procesem tworzenia magnesu neodymowego było poddanie materiału namagnesowaniu przy użyciu pola magnetycznego 2T. Po zastosowaniu tej technologii temperatura Curie magnesów SmCo5 podwyższyła się do 745°C.

Nowoczesne magnesy oparte na neodymie - jak zostały wymyślone. W czasie gdy naukowcy projektowali następne silne magnesy na bazie samaru, na początku lat osiemdziesiątych odkryto interesujące magnetyczne cechy neodymu z dodatkiem boru i żelaza. Amerykańska firma GM rok po odkryciu stworzyła związek o wzorze Nd₂Fe₁₄B, w proporcji 15% neodymu, 6% boru i ponad 70% żelaza. Proces produkowania magnesów neodymowych o dużej mocy opiera się na dwóch metodach. Japoński zakład Sumitomo, będący w grupie Hitachi, analogicznie jak w przypadku silnych magnesów produkowanych z samaru, stosował metodę spiekania odpowiednio przygotowanego proszku, przez co otrzymywano gęste magnesy.

W Ameryce magnesy neodymowe o dużej mocy wytwarzano w firmie General Motors techniką szybkiego schładzania upłynnionej mieszaniny proszków. Czemu wykorzystanie żelaza, neodymu i boru okazało się o wiele bardziej wydajne? Zastosowanie neodymu było znacznie tańsze, niż związków samaru, a poza tym neodym charakteryzuje się znacznie lepszymi parametrami magnetycznymi. Niestety temperatura Curie neodymu była zdecydowanie za niska, z takich też powodów zdecydowano się na podwyższenie tejże temperatury do 530°C. Tak wysoki poziom uzyskano przez dodatek do puli składników domieszki boru. Dodatkowo można też w dowolny sposób zmieniać parametry magnetyczne, dzięki wprasowaniu do magnesu dodatkowych pierwiastków, takich jak gal Ga, miedź Cu, niob Nb oraz glin Al.

Magnesy neodymowe wyposażane są też w powłoki chroniące przed korozją oraz zabezpieczające przed działaniem szkodliwych warunków pogodowych. Jest to realizowane przez dołożenie cieniutkiej warstwy miedzianej lub niklowej na przykład w w wykorzystywanych do poszukiwań uchwytach, to znaczy silnych magnesach stosowanych do sprawdzania dna jezior, rzek i mórz. Opracowywane są również nowocześniejsze typy magnesów neodymowych, a dzięki ciągłym badaniom w technologii metalurgicznej proszków, konstruowane są nowe stopy metali charakteryzujące się zwiększoną koercją, jak również magnesy posiadające znacznie wyższą temperaturę Curie oraz możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6Tesli.

Magnesy na bazie neodymu to dziś najmocniejsze magnesy, jakie zostały dotychczas opracowane. Blisko 30 lat temu w Trinity College w Dublinie naukowiec Michael Coey wymyślił wcześniej nieznany materiał magnetyczny mający wzór Sm₂Fe₁₇N₂. Proces wytwarzania tego materiału był realizowany w syntezie rozdrobionego żelaza i samaru, które sprasowane w mocnym polu magnetycznym wraz z dodatkiem azotu, uzyskały temperaturę Curie aż do 470°C oraz namagnesowanie na poziomie 0,9T. Nie osiągnięto tu wprawdzie parametrów magnesów wykonanych z neodymu, lecz wymyślony stop znacząco przewyższał pierwsze z magnesów wykorzystujących ten pierwiastek. Koniec XX wieku przyniósł następne pomysły w dziedzinie mocnych magnesów oraz technologii ich produkowania.
Opracowany został materiał i strukturze nano-krystalicznej, zbudowany z ziaren o wielkości mniejszej niż 100 nm. Nowo odkryte ziarna nano-kryształów, w przeciwieństwie do monokryształów są od siebie oddzielone przestrzenią o dużo większej mocy powierzchniowej i bardziej nierównomiernej budowie. Dzięki wykorzystaniu, podczas wytwarzania stopów pierwiastków z rodziny ziem rzadkich razem z dodatkiem żelaza, charakteryzują się wysoką remanencją magnetyczną. Świetne magnetyczne właściwości biorą się dodatkowo z jeszcze jednego aspektu, czyli sprzężenia momentów magnetycznych żelaza oraz neodymu. Możliwe będzie dzięki temu świetne namagnesowanie neodymowych magnesów.

Obecnie na świecie wytwarza się neodymowe magnesy głównie w Azji. Największym producentem oraz dostawcą takich produktów stały się Chiny, z uwagi na kontrolę większości światowych złóż pierwiastków ziem rzadkich. Do przemysłowego produkowania silnych magnesów wykorzystuje się przede wszystkim dwa rodzaje związków: Sm₂Fe₁₇N₂ oraz Nd₂Fe₁₄B. Są to magnesyneodymowe oraz magnesy posiadające strukturę nanokrystaliczną, cechujące się nie tylko wysokim namagnesowaniem, lecz również dużą remanencją magnetyczną. Wykorzystanie silnych magnesów neodymowych jest bardzo szerokie. Głównymi odbiorcami stały się podmioty produkcyjne, oferujące urządzenia elektryczne, elektroniczne, szczególnie firmy zajmujące się motoryzacją, wykorzystujące wysoko wydajne hybrydowe i elektryczne silniki. Do wytwarzania takich silników używa się neodymowych magnesów ze stopu z pierwiastkami redukujący spadki związane z wydajnością magnesów przy wysokiej temperaturze takimi jak na przykład dysproz (Dy) czy Terb (Tb). Przez użycie powyższych pierwiastków, poprawiono w znacznym stopniu koercję magnetyczną, a także ogólną wydajność magnesów stosowanych w aparaturze elektrycznej o wysokiej mocy. Na terenie Stanów Zjednoczonych już od wielu lat prowadzi się specjalistyczne badania przez powołany do tego celu Instytut Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), zajmujący się opracowywaniem nowoczesnych stopów i materiałów. Kilka lat temu ARPA-E desygnowała prawie 32 miliony dolarów na rozwijanie badań i projektów w programie Rare-Earth Substitute, to znaczy możliwości wynalezienia substytutów metali ziem rzadkich jako zastępstwo dla naturalnych złóż pierwiastków, które znajdują się pod kontrolą Chin.

Wytwarzanie neodymowych magnesów opiera się na dwóch technologiach. W japońskich firmach stosowana jest technika spiekania mieszanin proszków, a na terenie Stanów popularna jest technika opierająca się o szybkie chłodzenie. W zależności od oczekiwań, neodymowe magnesy wytwarza się poprzez zastosowanie innych stopów, na przykład aluminium, galu albo miedzi. Przez takie domieszki można kontrolować magnetyczne parametry magnesu, jego wytrzymałość oraz możliwość pracowania w wysokim zakresie temperatur . Da się nawet spowodować, że struktura magnesu będzie odporna na niekorzystne atmosferyczne warunki, w tym wodę, powodującą korodowanie żelaza. Za to regularne ulepszanie procesów metalurgicznych doprowadziło do otrzymania różnych stopów, które w znaczący sposób wpłynęły na zwiększenie tak zwanej temperatury Curie. Wytwarzany nowoczesną metodą produkcyjną magnes z neodymu, uzyskuje poziom namagnesowania przekraczający 1,6T, czyli znacznie większe choćby od ziemskiego pola magnetycznego.

W pierwszej kolejności najważniejszymi odbiorcami silnych magnesów są podmioty wytwarzające sprzęt pomiarowy, elektroniczny, elektryczny, przedsiębiorstwa motoryzacyjne oraz produkujące najróżniejsze maszyny dla przemysłu. Siłę magnetyczną doceniła również branża meblowa, oferująca odzież, w szczególności związana z ubraniami medycznymi, firmy produkujące zatrzaski do torebek, portfeli, a także branża reklamowa.