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

Pierwsze znane badania i testy nad materiałami jakie można by było wykorzystać do produkcji magnesów o dużej mocy miały swój początek w 1966 roku. Wtedy to właśnie dwóch badaczy G. Hoffer i K. Strnat z laboratorium Air Force Materials , postanowili rozpocząć szeroki zakres badań nad magnetykami, wykonanymi z metali zaliczanych do ziem rzadkich. Na początku badań pierwsze stopy, jakie chciano użyć do produkcji silnych magnesów, były oparte na bazie żelaza, kobaltu i lekkich lantanowców, do jakich można zaliczyć: neodym Nd, cer Ce, prazeodym Pr, samar Sm, lantan La i itr Y. Wymienione powyżej lantanowce mają charakterystyczne cechy, takie jak magnesowanie do dużych wartości, lecz posiadały bardzo niską temperaturę Curie. Wytwarzane dzisiaj silne magnesy neodymowe w swoim składzie posiadają poza żelazem także dodatek lekkich lantanowców, co daje strukturze wysoki poziom anizotropii magneto-krystalicznej, a poza tym uzupełnia się ten skład o kobalt żeby podnieść poziom temperatury Curie. Magnesy neodymowe udało się opracować około 50 lat temu wykorzystując sproszkowane ziarna samaru wraz z kilkoma dodatkowymi lantanowcami. Wymyślony został nieznany dotychczas, magnes o dużej mocy SmCo₅. Samą produkcję oparto na zjawisku kierunkowania kryształów stopu w formie proszku przy udziale pola magnetycznego podczas spiekania. Spiekanie wyprasek było realizowane w wysokiej temperaturze około 1120^oC przy końcowym wyżarzaniu w temperaturze 850^oC. Ostatnim z procesów produkowania mocnego magnesu było poddanie materiału namagnesowaniu w polu magnetycznym 2T. Przez taką technologię temperatura Curie prototypowego magnesu została podniesiona do 745^oC.

Neodymowe magnesy to dzisiaj najsilniejsze rodzaje magnesów, jakie udało się do tej pory stworzyć. W 1990 roku w dublińskim instytucie Trinity College Michae Coey opracował wcześniej nieznany magnetyczny stop wzorze chemicznym Sm₂Fe₁₇N₂. Proces wytwarzania tego materiału opierał się o syntezę proszków samaru i żelaza, które podczas prasowania w polu magnetycznym o dużej mocy razem z nowym składnikiem – azotem, osiągnęły zakres temperatury Curie wynoszący 470^oC oraz poziom namagnesowania 0,9T. Nie jest to wynik zbliżony do poziomu magnesów wykonanych z neodymu, ale nowo opracowany stop znacząco przewyższał pierwsze magnesy oparte o ten pierwiastek. Końcówka lat dziewięćdziesiątych przyniosła coraz to nowe odkrycia w obszarze magnesów o dużej mocy oraz technologii ich produkowania.
Badacze opracowali materiał i strukturze nano-krystalicznej, składający się z ziaren o wielkości mniejszej niż 100 nm. Odkryte w czasie badań ziarna nano-kryształów, w odróżnieniu od do struktur monokrystalicznych są od siebie oddzielone przestrzenią o dużo większej mocy powierzchniowej i mniej uporządkowanej strukturze. Poprzez zastosowanie, podczas spiekania stopów pierwiastków z rodziny ziem rzadkich wraz z domieszką żelaza, charakteryzują się dużą wartością remanencji magnetycznej. Tak dobre właściwości magnetyczne biorą się dodatkowo z jeszcze jednego aspektu, to znaczy sprzężenia momentów magnetycznych neodymu i żelaza. Możliwe będzie dzięki temu doskonałe namagnesowanie opisywanych magnesów.

Silne magnesy neodymowe - jak zostały wymyślone. W czasie kiedy były projektowane następne magnesy o dużej mocy oparte o samar, w 1983 roku zostały odkryte bardzo ciekawe magnetyczne cechy związku neodymu w połączeniu z żelazem i stalą. Amerykańska firma GM stworzyła w 1984 roku związek o wzorze Nd₂Fe₁₄B, mające skład ponad 70% żelaza, 15% neodymu, 6% boru. Proces wytwarzania silnych magnesów neodymowych opiera się na dwóch metodach. Zakład Sumitomo z Japonii, wchodzący w skład firmy Hitachi, podobnie jak przy magnesach smarowych, stosował metodę spiekania odpowiednio przygotowanego proszku, co pozwalało uzyskać magnesy mające dużą gęstość.

W Stanach Zjednoczonych silne magnesy neodymowe wytwarzano w firmie General Motors metodą bardzo szybkiego obniżania temperatury upłynnionej mieszaniny proszków. Dlaczego użycie boru, neodymu i żelaza okazało się o wiele bardziej wydajne? Zastosowanie neodymu było znacznie tańsze, niż w przypadku samaru, a dodatkowo neodym ma znacznie lepsze parametry magnetyczne. Jednak jego temperatura Curie nie była na odpowiednim poziomi, z tego też powodu podjęto decyzję o podniesieniu tej temperatury do 530^oC. Tak wysoki poziom otrzymano przez dodatek do puli składników niewielkiej ilości boru. Poza tym można również w dowolny sposób korygować parametry magnetyczne, dzięki wprasowaniu do stopów innych pierwiastków, takich jak gal Ga, miedź Cu, niob Nb oraz glin Al.

Magnesy wykonane z neodymu mogą zostać również wyposażone w warstwy ochronne ochraniające przed rdzewieniem oraz mające zabezpieczające działanie przed działaniem szkodliwych warunków pogodowych. Realizuje się to poprzez dodanie warstwy miedzi albo niklu np. w uchwytach wykorzystywanych w poszukiwaniach, czyli mocnych magnesach stosowanych przy przeszukiwaniu dna akwenów wodnych. Opracowywane są również nowe magnesy neodymowe, a przez ciągły postęp w metalurgii, konstruowane są nowe łączenia metali cechujące się zwiększoną koercją, jak też magnesy posiadające znacznie wyższą temperaturę Curie i możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6Tesli.

Na dzień dzisiejszy neodymowe magnesy są produkowane głównie w krajach azjatyckich. Podstawowym producentem i dostawcą gotowych produktów stały się Chiny, z uwagi na kontrolę większości globalnych zasobów pierwiastków ziem rzadkich. W przemysłowej produkcji magnesów o dużej mocy wykorzystuje się przede wszystkim dwa rodzaje związków: Sm₂Fe₁₇N₂ i Nd₂Fe₁₄B. Są to magnesyna bazie neodymu oraz magnesy nano krystaliczne, cechujące się nie tylko wysokim namagnesowaniem, ale również wysoką remanencją magnetyczną. Wykorzystanie silnych magnesów neodymowych jest bardzo szerokie. Ważnymi rodzajami odbiorców są przedsiębiorstwa zajmujące się produkcją, wytwarzające urządzenia elektroniczne i elektryczne, zwłaszcza firmy motoryzacyjne, stosujące bardzo wydajne elektryczne i hybrydowe silniki. Przy wytwarzaniu silników tego typu wykorzystywane są neodymowe magnesy z mieszaniny ze związkami ograniczającymi spadek wydajności magnesów w wysokich temperaturach takimi jak na przykład Terb (Tb) oraz dysproz (Dy). Poprzez zastosowanie wymienionych wyżej substancji, znacząco poprawiono koercję magnetyczną oraz wydajność całkowitą silnych magnesów używanych w sprzęcie elektrycznym o większej mocy. W USA już 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 i materiałów. Przed kilku laty zostało przyznane prawie 32 miliony dolarów na wspieranie projektów w programie Rare-Earth Substitute, czyli możliwości stworzenia związków mogących zastąpić metale ziem rzadkich jako zastępstwo dla naturalnych złóż pierwiastków, kontrolowanych przez rząd Chin.

Wytwarzanie magnesów na bazie neodymu oparte zostało na dwóch metodach. W Japonii stosowana jest technika spiekania mieszanin proszków, a w USA popularność zdobyła technika oparta na szybkim chłodzeniu. W zależności od potrzeb i oczekiwań, magnesy z neodymu można również wytwarzać przy użyciu dodatkowych domieszek, na przykład galu, miedzi czy aluminium. Przez takie połączenie da się w znacznym stopniu kontrolować magnetyczne właściwości samego magnesu, jego poziom wytrzymałości, a także możliwość pracy w wysokich temperaturach . Można nawet sprawić, że struktura magnesu będzie odporna na atmosferyczne warunki, na przykład wodę, która może spowodować korodowanie żelaza. Natomiast regularne poprawianie metalurgii proszkowej przyczyniło się do opracowania nowych materiałowych stopów, które w znaczący sposób wpłynęły na podwyższenie temperatury Curie. Wyprodukowany w nowoczesny sposób neodymowy magnes, osiąga namagnesowanie przekraczające 1,6T, czyli o wiele wyższe na przykład od pola emitowanego przez Ziemię.

W pierwszej kolejności najważniejszymi odbiorcami magnesów są przedsiębiorstwa wytwarzające urządzenia elektryczne, elektroniczne, pomiarowe, firmy z branży motoryzacyjnej czy też produkujące najróżniejsze maszyny dla przemysłu. Zalety magnesów dużej mocy bardzo również ceni branża meblarska, oferująca odzież, w szczególności związana z ubraniami medycznymi, podmioty oferujące zapięcia do torebek, portfeli oraz rzecz jasna reklama i marketing.