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

Na dzień dzisiejszy magnesy neodymowe są wytwarzane przede wszystkim na kontynencie azjatyckim. Największym producentem oraz dostawcą takich produktów są Chiny, z uwagi na kontrolę większości globalnych zasobów pierwiastków ziem rzadkich. W przemysłowej produkcji magnesów o dużej mocy zastosowanie znalazły głównie dwie grupy związków: Nd₂Fe₁₄B oraz Sm₂Fe₁₇N₂. Są to magnesyna bazie neodymu i magnesy nano krystaliczne, cechujące się nie tylko wysokim namagnesowaniem, lecz również dużą remanencją magnetyczną. Zastosowanie magnesów o dużej mocy jest bardzo szerokie. Najważniejszymi rodzajami odbiorców zostały przedsiębiorstwa zajmujące się produkcją, oferujące sprzęt elektryczny i elektroniczny, zwłaszcza firmy motoryzacyjne, wykorzystujące bardzo wydajne elektryczne oraz hybrydowe silniki. Przy wytwarzaniu takich wykorzystywane są neodymowe magnesy ze stopów ze związkami redukujący spadki związane z wydajnością magnesów przy wysokiej temperaturze takimi jak na przykład Terb (Tb) czy dysproz (Dy) . Poprzez zastosowanie powyższych substancji, znacząco zwiększono koercję magnetyczną oraz całościową wydajność silnych magnesów stosowanych w urządzeniach elektrycznych o większej mocy. W Stanach Zjednoczonych już od kilkudziesięciu lat realizowane są badania przez specjalnie do tego celu powołany Instytut Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), zajmujący się opracowywaniem nowoczesnych stopów i materiałów. Przed kilku laty ARPA-E przyznała prawie 32 miliony dolarów na rozwój badań i projektów w ramach programu Rare-Earth Substitute, to znaczy możliwości opracowania związków mogących zastąpić metale ziem rzadkich jako zastępstwo dla naturalnych złóż pierwiastków, kontrolowanych przez rząd Chin.

Produkowanie magnesów neodymowych oparte zostało o dwie metody. W japońskich firmach używano metody spiekania mieszanin proszków, a w USA popularność zdobyła technika szybkiego chłodzenia. Zależnie od potrzeb oraz oczekiwań, neodymowe magnesy można również wytwarzać poprzez zastosowanie dodatkowych domieszek, na przykład miedzi, aluminium czy galu. Dzięki takim domieszkom da się korygować magnetyczne właściwości samego magnesu, jego poziom wytrzymałości, a także odporność na wysokie temperatury . Da się nawet spowodować, że magnes będzie odporny na atmosferyczne warunki, w tym wodę, powodującą korozję. Natomiast regularne poprawianie metalurgii proszków przyczyniło się do otrzymania różnego rodzaju stopów, które wpłynęły w dużym stopniu na podwyższenie tak zwanej temperatury Curie. Stworzony w nowoczesny sposób magnes neodymowy, może osiągnąć namagnesowanie przekraczające 1,6T, czyli dużo wyższe na przykład od ziemskiego pola magnetycznego.

Pierwsze znane testy oraz badania nad stopami metali które mogłyby się nadawać do wytwarzania magnesów o dużej mocy miały swój początek ponad 50 lat temu. Właśnie w tamtym okresie naukowcy K. Strnat oraz G. Hoffer z laboratorium Air Force Materials , rozpoczęli badania nad materiałami magnetycznymi, wykonanymi z metali należących do ziem rzadkich. Na samym początku pierwsze materiały, które zamierzano wykorzystać do wytwarzania silnych magnesów, były tworzone o żelazo, kobalt oraz lekkie lantanowce, w skład których wchodzą: neodym Nd, cer Ce, prazeodym Pr, itr Y, samar Sm oraz lantan La. Wymienione powyżej lantanowce wykazują szczególne cechy, takie jak magnesowanie do dużych wartości, lecz problemem była niska temperatura Curie. Obecnie tworzone magnesy neodymowe o dużej sile mają w składzie obok żelaza także dodatek lekkich lantanowców, co im zapewnia anizotropię magneto-krystaliczną na wysokim poziomie, a dodatkowo uzupełnia się ten skład o niewielką ilość kobaltu w celu podwyższenia całkowitej temperatury Curie. Magnesy neodymowe opracowano w 1970 roku ze sproszkowanych ziaren samaru wraz z innymi związkami z grupy lantanowców. Został stworzony pierwszy, potężny magnes SmCo₅. Produkcja opierała się na zjawisku kierunkowania ziaren sproszkowanego stopu przy udziale pola magnetycznego podczas spiekania. Spiekanie wyprasek odbywało się w wysokiej temperaturze około 1120°C wraz z końcowym wyżarzaniem w temperaturze 850°C. Ostatecznym z procesów produkcji mocnego magnesu było poddanie materiału namagnesowaniu w polu magnetycznym 2T. Po zastosowaniu tej technologii temperatura Curie prototypowego magnesu wyniosła około 745°C.

W pierwszej kolejności głównymi odbiorcami silnych magnesów są przedsiębiorstwa oferujące urządzenia elektryczne, elektroniczne, pomiarowe, firmy z branży motoryzacyjnej czy też produkujące różnego rodzaju przemysłowe urządzenia. Zalety magnesów dużej mocy doceniła również branża meblarska, oferująca odzież, zwłaszcza związana z ubraniami medycznymi, podmioty dystrybuujące zapięcia do torebek, portfeli, a także szeroko pojęta reklama.

Magnesy neodymowe to obecnie najmocniejsze rodzaje magnesów, jakie do tej pory stworzono. Blisko 30 lat temu w dublińskim instytucie Trinity College Michaelowi Coeyowi udało się stworzyć nieznany do tej pory materiał magnetyczny o strukturze chemicznej Sm₂Fe₁₇N₂. Proces jego produkcji wykorzystywał syntezę drobnego proszku samaru i żelaza, które podczas prasowania w silnym polu magnetycznym wraz z domieszką azotu, uzyskały temperaturę Curie aż do 470°C i namagnesowanie w okolicach 0,9T. Nie jest to wynik zbliżony do poziomu magnesów wykonanych z neodymu, ale opracowany wtedy materiał faktycznie sporo przewyższał pierwsze z magnesów wykorzystujących ten pierwiastek. Ostatnie lata minionego wieku przyniosły kolejne pomysły w dziedzinie silnych magnesów oraz sposobów ich produkcji.
Opracowano stop posiadający nano-krystaliczną strukturę, złożony z ziaren o rozmiarze mniejszym niż 100 nm. Ziarna, które zostały odkryte nano-krystaliczne, w odróżnieniu od do monokryształów oddzielone są od siebie przestrzenią o wyższym napięciu powierzchniowym i nieuporządkowanej strukturze. Poprzez użycie, podczas wytwarzania pierwiastków z rodziny ziem rzadkich w połączeniu z żelazem, cechują się wysokim poziomem remanencji magnetycznej. Świetne właściwości magnetyczne biorą się też z jeszcze jednego aspektu, to znaczy połączenia magnetycznych momentów neodymu oraz żelaza. Umożliwia to bardzo dobre magnesowanie neodymowych magnesów.

Silne magnesy neodymowe - jak zostały wymyślone. W czasie kiedy projektowano coraz to nowe magnesy o dużej mocy oparte o samar, na początku lat osiemdziesiątych odkryto interesujące właściwości magnetyczne związku neodymu z dodatkiem boru oraz żelaza. Amerykańska firma GM rok po odkryciu stworzyła nowy związek o strukturze chemicznej Nd₂Fe₁₄B, mające skład 6% boru, 15% neodymu i ponad 70% żelaza. Przemysłowy proces tworzenia silnych magnesów neodymowych wykorzystuje dwie metody. W Japonii zakład Sumitomo, będący w grupie Hitachi, podobnie jak procesie tworzenia magnesów na bazie samaru, stosował metodę spiekania odpowiednio przygotowanego proszku, dzięki czemu uzyskiwano magnesy mające dużą gęstość.

W Stanach Zjednoczonych neodymowe magnesy wytwarzano w zakładach firmy GM techniką bardzo szybkiego ochładzania roztopionego proszku izotropowego. Czemu wykorzystanie żelaza, neodymu oraz boru okazało się o wiele bardziej wydajne? Wykorzystanie neodymu znacznie mniej kosztowało, niż związków samaru, a dodatkowo neodym charakteryzuje się znacznie lepszymi parametrami magnetycznymi. Ale jego temperatura Curie była znacznie niższa, z takich też powodów zdecydowano się na podwyższenie tejże temperatury do 530°C. Taki poziom dało się uzyskać przez dodanie do składu magnesu neodymowego domieszki boru. Dodatkowo da się też w pewien sposób regulować parametry magnetyczne, przez wprasowanie do stopów pomocniczych pierwiastków, takich jak gal Ga, miedź Cu, niob Nb oraz aluminium Al.

Neodymowe magnesy mogą zostać również wyposażone w powłoki zapobiegające korozji oraz zabezpieczające przed szkodliwymi warunkami atmosferycznymi. Realizuje się to przez dodanie warstwy miedzi albo niklu na przykład w uchwytach wykorzystywanych w poszukiwaniach, czyli magnesach stosowanych do sprawdzania dna jezior, rzek i mórz. Cały czas są opracowywane nowe rodzaje magnesów, a przez ciągły postęp w technologii metalurgicznej proszków, wymyślane są nieznane wcześniej łączenia metali charakteryzujące się zwiększoną koercją, jak również magnesy dysponujące znacznie wyższą temperaturą Curie i możliwości namagnesowania stopów, przekraczające 1,6Tesli.