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

Przede wszystkim głównymi odbiorcami silnych magnesów są firmy sprzedające urządzenia elektryczne, elektroniczne, pomiarowe, podmioty zajmujące się motoryzacją czy dostarczające najróżniejsze maszyny przemysłowe. Możliwości magnetyczne ceni też od dawna branża meblarska, oferująca odzież, zwłaszcza związana z odzieżą medyczną, podmioty oferujące zatrzaski do portfeli oraz torebek, a także reklama i marketing.

Magnesy neodymowe to obecnie najpotężniejsze magnesy, jakie do tej pory stworzono. W 1990 roku w dublińskim instytucie Trinity College Michae Coey opracował nieznany dotychczas magnetyczny stop mający wzór Sm₂Fe₁₇N₂. Proces jego produkcji opierał się o syntezę proszków samaru i żelaza, które sprasowane w silnym polu magnetycznym wraz z nowym składnikiem – azotem, uzyskały temperaturę Curie w wysokości 470°C oraz poziom namagnesowania 0,9T. Nie osiągnięto tu wprawdzie parametrów magnesu neodymowego, ale wymyślony stop znacząco przewyższał pierwsze z magnesów wykorzystujących ten pierwiastek. Ostatnie lata minionego wieku przyniosły dalsze odkrycia w obszarze silnych magnesów oraz metod ich tworzenia.
Badacze opracowali stop posiadający nano-krystaliczną strukturę, zbudowany z malutkich ziaren o średnicy mniejszej niż 100 nm. Odkryte w czasie badań ziarna nano-kryształów, w przeciwieństwie do monokryształów są od siebie oddzielone przestrzenią o dużo większej mocy powierzchniowej i mniej uporządkowanej strukturze wewnętrznej. Poprzez zastosowanie, w czasie wytwarzania pierwiastków z grupy ziem rzadkich razem z domieszką żelaza, charakteryzują się wysokim poziomem remanencji magnetycznej. Bardzo dobre magnetyczne właściwości biorą się dodatkowo z jednej rzeczy, czyli połączenia magnetycznych momentów neodymu z żelazem. Możliwe będzie dzięki temu świetne magnesowanie opisywanych magnesów.

Aktualnie magnesy neodymowe są wytwarzane głównie w krajach azjatyckich. Głównym wytwórcą, a także dystrybutorem takich produktów są Chiny, ze względu na kontrolę nad większością globalnych zasobów pierwiastków ziem rzadkich. W przemysłowej produkcji magnesów wykorzystuje się głównie dwa rodzaje związków: Nd₂Fe₁₄B oraz Sm₂Fe₁₇N₂. Są to magnesyneodymowe i magnesy posiadające strukturę nanokrystaliczną, cechujące się nie tylko wysokim namagnesowaniem, lecz również wysoką remanencją magnetyczną. Wykorzystanie mocnych neodymowych magnesów jest bardzo szerokie. Głównymi grupami odbiorców stały się firmy produkcyjne, oferujące urządzenia elektryczne, elektroniczne, zwłaszcza firmy zajmujące się motoryzacją, stosujące wydajne hybrydowe i elektryczne silniki. Do wytwarzania silników tego typu wykorzystywane są neodymowe magnesy ze stopu z pierwiastkami zmniejszającymi spadki wydajności magnesów w wysokich temperaturach takimi, jak dysproz (Dy) oraz Terb (Tb). Dzięki zastosowaniu powyższych związków, znacząco poprawiono magnetyczną koercję, a także ogólną wydajność magnesów wykorzystywanych w sprzęcie elektrycznym o dużej mocy. W USA od wielu lat prowadzone są naukowe badania przez powołany do tego celu Instytut Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), mający na celu opracowanie nowoczesnych stopów. Kilka lat temu ARPA-E desygnowała prawie 32 miliony dolarów na wspieranie zaawansowanych projektów w zakresie programu Rare-Earth Substitute, czyli możliwości opracowania związków zastępujących metale ziem rzadkich jako alternatywę dla naturalnych pokładów pierwiastków, występujących na terenie Azji.

Produkowanie magnesów z neodymu jest oparte o dwie metody. W Japonii stosowana jest technika spiekania mieszanin proszków, a w Stanach Zjednoczonych popularność zyskała technika opierająca się o szybkie chłodzenie. Zależnie od oczekiwań oraz potrzeb, neodymowe magnesy można wytwarzać poprzez zastosowanie dodatkowych pierwiastków, między innymi miedzi, aluminium czy galu. Dzięki takim domieszkom można kontrolować parametry magnetyczne magnesu, jego zakres wytrzymałości, a także odporność na wysokie temperatury . Da się nawet spowodować, że magnes będzie odporny na działanie na szkodliwe warunki atmosferyczne, w tym wodę, powodującą korozję. Za to ciągłe dopracowywanie metalurgii proszkowej przyczyniło się do opracowania rozmaitych materiałowych stopów, które wpłynęły w dużym stopniu na podwyższenie tak zwanej temperatury Curie. Wytwarzany w nowoczesny sposób magnes neodymowy, osiąga namagnesowanie przekraczające 1,6T, czyli znacznie większe chociażby od ziemskiego pola magnetycznego.

Mocne magnesy neodymowe - historia powstania. W okresie kiedy naukowcy projektowali coraz to nowe magnesy o dużej mocy wykorzystujące samar, na początku lat osiemdziesiątych odkryto bardzo ciekawe właściwości magnetyczne neodymu z dodatkiem boru i żelaza. Firma General Motors rok po odkryciu stworzyła związek o wzorze Nd₂Fe₁₄B, w proporcji 15% neodymu, 6% boru i ponad 70% żelaza. Proces tworzenia magnesów neodymowych o dużej mocy wykorzystuje dwie metody. W Japonii zakład Sumitomo, znajdujący się w strukturach Hitachi, tak samo jak procesie tworzenia magnesów na bazie samaru, wykorzystywał technikę spiekania materiałów w formie proszku, dzięki czemu uzyskiwano gęste magnesy.

W USA neodymowe magnesy produkowano w zakładach firmy GM sposobem bardzo szybkiego schładzania stopionego proszku izotropowego. Z jakiego powodu połączenie neodymu z żelazem i borem zapewniło dużo większą wydajność? Wykorzystanie neodymu znacznie mniej kosztowało, niż w przypadku samaru, a oprócz tego neodym charakteryzuje się znacznie lepszymi parametrami magnetycznymi. Niestety jego temperatura Curie była znacznie niższa, z tego też powodu podjęto decyzję o podniesieniu tej temperatury do 530°C. Taki poziom dało się uzyskać dzięki dodaniu do składu magnesu neodymowego niewielkiej ilości boru. Oprócz tego można również w pewien sposób regulować właściwości magnetyczne, poprzez wprowadzenie do magnesu dodatkowych związków, takich jak gal Ga, miedź Cu, niob Nb oraz aluminium Al.

Neodymowe magnesy mogą zostać również wyposażone w specjalne powłoki zapobiegające korozji oraz zabezpieczające przed oddziaływaniem niekorzystnych warunków pogodowych. Realizuje się to przez nałożenie cienkiej warstwy niklu lub miedzi na przykład w w wykorzystywanych do poszukiwań uchwytach, to znaczy mocnych magnesach używanych przy przeszukiwaniu dna akwenów wodnych. Opracowywane są również nowe magnesy neodymowe, a dzięki postępowi w metalurgii, wymyślane są nieznane wcześniej łączenia metali charakteryzujące się zwiększoną koercją, jak również magnesy dysponujące znacznie wyższą temperaturą Curie i możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6T.

Pierwsze testy oraz badania nad stopami metali jakie można by było wykorzystać do produkcji bardzo mocnych magnesów miały miejsce w 1966 roku. Właśnie w tamtym okresie naukowcy K. Strnat oraz G. Hoffer z laboratorium Air Force Materials , zaczęli szeroki zakres badań nad nowymi materiałami, wykonanymi z metali należących do grupy metali ziem rzadkich. Na samym początku badane stopy metali, jakie planowano zastosować do stworzenia silnych magnesów, były tworzone o żelazo, kobalt i lekkie lantanowce, w skład których wchodzą: prazeodym Pr, neodym Nd, cer Ce, samar Sm, lantan La i itr Y. Lantanowce, które zostały wymienione mają charakterystyczne właściwości, takie jak magnesowanie do dużych wartości, jednak ich temperatura Crie była bardzo niska. Dzisiaj produkowane silne magnesy neodymowe w swoim składzie posiadają obok żelaza także dodatek lekkich lantanowców, co im zapewnia anizotropię magneto-krystaliczną na wysokim poziomie, a poza tym dokłada się do nich niewielką ilość kobaltu aby zwiększyć zbyt niską temperaturę Curie. Debiutanckie neodymowe magnesy zostały opracowane w 1970 roku ze sproszkowanych ziaren samaru wraz z kilkoma dodatkowymi związkami z grupy lantanowców. Stworzono pierwszy na świecie, magnes o dużej mocy SmCo₅. Produkcja opierała się na ukierunkowaniu kryształów stopu w formie proszku przy udziale pola magnetycznego podczas spiekania. Wypiekanie gotowych magnesów odbywało się w wysokiej temperaturze około 1120°C wraz z ostatecznym wyżarzanie w temperaturze 850°C. Ostatecznym z procesów produkcji silnego magnesu było poddanie materiału namagnesowaniu w polu magnetycznym 2T. Po zastosowaniu tej technologii temperatura Curie nowatorskich magnesów wyniosła około 745°C.