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

Obecnie na świecie magnesy neodymowe są wytwarzane przede wszystkim w krajach azjatyckich. Podstawowym producentem, a także dystrybutorem tego typu produktów są Chiny, ze względu na kontrolę nad większością złóż pierwiastków ziem rzadkich na świecie. Do wytwarzania przemysłowego magnesów stosowane są przede wszystkim dwie grupy związków: Nd₂Fe₁₄B oraz Sm₂Fe₁₇N₂. Są to magnesyneodymowe oraz magnesy nano krystaliczne, cechujące się nie tylko najwyższym stopniem namagnesowania, ale również dużą remanencją magnetyczną. Zastosowanie mocnych neodymowych magnesów jest naprawdę wszechstronne. Najważniejszymi grupami odbiorców zostały firmy zajmujące się produkcją, tworzące sprzęt elektryczny i elektroniczny, szczególnie firmy motoryzacyjne, stosujące wysoko wydajne elektryczne oraz hybrydowe silniki. Przy wytwarzaniu silników tego typu wykorzystywane są neodymowe magnesy z mieszaniny ze związkami ograniczającymi spadek wydajności magnesów w podwyższonych temperaturach takimi jak na przykład Terb (Tb) oraz dysproz (Dy). Dzięki zastosowaniu tych pierwiastków, poprawiono w znacznym stopniu magnetyczną koercję oraz całościową wydajność magnesów wykorzystywanych w sprzęcie elektrycznym 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), zajmujący się opracowywaniem alternatywnych materiałów i stopów. Przed kilku laty ARPA-E desygnowała prawie 32 miliony dolarów na finansowanie zaawansowanych projektów w programie Rare-Earth Substitute, to znaczy możliwości stworzenia związków zastępujących metale ziem rzadkich jako zastępstwo dla pierwiastków występujących naturalnie, kontrolowanych przez rząd Chin.

Produkowanie magnesów z neodymu oparte zostało na dwóch metodach. W japońskich firmach używano metody spiekania mieszanin proszków, a w USA popularność zyskała technika opierająca się o szybkie chłodzenie. W zależności od potrzeb, neodymowe magnesy można również wytwarzać przy użyciu dodatkowych domieszek, na przykład aluminium, galu albo miedzi. Przez takie połączenie można w szerokim zakresie korygować magnetyczne parametry magnesu, jego zakres wytrzymałości, a także możliwość pracy w wysokich temperaturach . Można nawet spowodować, że struktura magnesu będzie odporna na atmosferyczne warunki, na przykład wodę, która powoduje korozję. Za to ciągłe poprawianie metalurgii proszków doprowadziło do otrzymania różnych materiałowych stopów, które w znaczący sposób wpłynęły na podniesienie tak zwanej temperatury Curie. Stworzony w nowoczesnym procesie produkcji neodymowy magnes, uzyskuje poziom namagnesowania przekraczający 1,6T, czyli o wiele wyższe choćby od ziemskiego pola magnetycznego.

Nowoczesne magnesy neodymowe - jak zostały wymyślone. W czasie gdy projektowano następne mocne magnesy oparte o samar, na początku lat osiemdziesiątych zostały odkryte nieznane dotychczas magnetyczne cechy związku neodymu z dodatkiem boru oraz żelaza. Amerykańska firma GM rok po odkryciu stworzyła nowy związek o strukturze chemicznej Nd₂Fe₁₄B, w proporcji 15% neodymu, 6% boru i ponad 70% żelaza. Przemysłowy proces produkowania magnesów neodymowych o dużej mocy wykorzystuje dwie metody. W Japonii zakład Sumitomo, wchodzący w skład firmy Hitachi, analogicznie jak w przypadku silnych magnesów produkowanych z samaru, używał metody spiekania materiałów w formie proszku, dzięki czemu uzyskiwano magnes o pełnej gęstości.

W USA magnesy neodymowe o dużej mocy wytwarzano w firmie General Motors metodą bardzo szybkiego schładzania roztopionego proszku izotropowego. Z jakiego powodu użycie boru, neodymu oraz żelaza okazało się o wiele bardziej wydajne? Zastosowanie neodymu znacznie mniej kosztowało, niż w przypadku samaru, a dodatkowo neodym charakteryzuje się znacznie lepszymi parametrami magnetycznymi. Jednak temperatura Curie neodymu była znacznie niższa, z takich też powodów podjęto decyzję o podniesieniu tej temperatury do 530°C. Taki poziom dało się uzyskać przez dodatek do puli składników boru. Poza tym można również w szerokim zakresie modyfikować parametry magnetyczne, dzięki wprasowaniu do stopów dodatkowych pierwiastków, typu gal Ga, miedź Cu, niob Nb oraz aluminium Al.

Neodymowe magnesy wyposażane są też w specjalne powłoki ochraniające przed rdzewieniem i zabezpieczające przed oddziaływaniem niekorzystnych warunków pogodowych. Realizuje się to przez dodanie cieniutkiej warstwy miedzi albo niklu np. w uchwytach magnetycznych do poszukiwań, to znaczy silnych magnesach używanych przy przeszukiwaniu dna jezior, rzek i mórz. Cały czas są opracowywane nowe typy magnesów neodymowych, a przez ciągły postęp w metalurgii, wymyślane są nowe łączenia metali o podwyższonej koercji, jak również magnesy dysponujące znacznie wyższą temperaturą Curie oraz możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6T.

Pierwsze znane badania laboratoryjne nad stopami jakie można by było wykorzystać do produkcji silnych magnesów miały swój początek ponad 50 lat temu. Wtedy to właśnie dwóch badaczy G. Hoffer oraz K. Strnat z Air Force Materials Laboratory w Dayton, rozpoczęli szeroki zakres badań nad magnetykami, składającymi się z metali wchodzących w skład ziem rzadkich. Na samym początku testowane stopy metali, jakie zamierzano wykorzystać do stworzenia mocnych magnesów, były tworzone o kobalt, żelazo oraz kilka lantanowców, do jakich można zaliczyć: neodym Nd, cer Ce, prazeodym Pr, samar Sm, lantan La oraz itr Y. Wymienione powyżej lantanowce mają nietypowe zdolności, takie jak możliwość silnego namagnesowania, lecz ich temperatura Crie była bardzo niska. Obecnie tworzone silne magnesy neodymowe zawierają prócz żelaza także lekkie lantanowce, co daje strukturze anizotropię magneto-krystaliczną na wysokim poziomie, a oprócz tego dokłada się do nich kilka procent kobaltu w celu podwyższenia całkowitej temperatury Curie. Magnesy neodymowe opracowano w 1970 roku wykorzystując sproszkowane ziarna samaru wraz z innymi pierwiastkami z rodziny lantanowców. Stworzono pierwszy na świecie, magnes o dużej mocy SmCo₅. Samą produkcję oparto na zjawisku kierunkowania drobinek stopu w formie proszku w polu magnetycznym podczas spiekania. Spiekanie gotowych magnesów wykonywano w warunkach temperaturowych około 1120°C wraz z ostatecznym wyżarzanie w temperaturze o 250°C niższej. Ostatnim etapem produkcji silnego magnesu było magnesowanie całości w wysokim polu magnetycznym 2T. Przez taką technologię temperatura Curie nowatorskich magnesów została podniesiona do 745°C.

Przede wszystkim podstawowymi odbiorcami magnesów są przedsiębiorstwa produkujące urządzenia pomiarowe, elektroniczne, elektryczne, podmioty zajmujące się motoryzacją oraz dostarczające różnego rodzaju maszyny przemysłowe. Siłę magnetyczną doceniła również branża meblarska, odzieżowa, szczególnie związana z odzieżą medyczną, firmy wytwarzające zapięcia do portfeli i torebek, a także szeroko pojęta reklama.

Magnesy na bazie neodymu to dzisiaj najsilniejsze rodzaje magnesów, jakie do tej pory stworzono. Blisko 30 lat temu w dublińskim instytucie Trinity College naukowiec Michael Coey wymyślił wcześniej nieznany magnetyczny stop o bardzo interesującym wzorze Sm₂Fe₁₇N₂. Proces wytwarzania tego materiału opierał się o syntezę proszków samaru oraz żelaza, które poddane sprasowaniu w polu magnetycznym o dużej mocy wraz z nowym składnikiem – azotem, osiągnęły zakres temperatury Curie wynoszący 470°C oraz namagnesowanie na poziomie 0,9T. Nie osiągnięto tu wprawdzie parametrów neodymowych magnesów, lecz opracowany wtedy skład samaru przewyższał w znacznym stopniu pierwsze z produkowanych magnesów. Ostatnie lata minionego wieku przyniosły coraz to nowe pomysły w obszarze magnesów o dużej sile oraz technologii ich produkowania.
Opracowano nano-krystaliczny materiał magnetyczny, złożony z ziaren o średnicy mniejszej niż 100 nm. Odkryte w czasie badań ziarna nano-kryształów, w przeciwieństwie do monokryształów są od siebie oddzielone przestrzenią o wyższym napięciu powierzchniowym oraz nieuporządkowanej budowie. Dzięki zastosowaniu, podczas spiekania pierwiastków z rodziny ziem rzadkich razem z domieszką żelaza, cechują się wysokim poziomem remanencji magnetycznej. Bardzo dobre właściwości magnetyczne biorą się dodatkowo z jednej istotnej rzeczy, czyli sprzężenia momentów magnetycznych żelaza z neodymem. Możliwe będzie dzięki temu doskonałe magnesowanie opisywanych magnesów.