Magneter er en uendelig kilde til sjov, for ikke at nævne en bekvemmelighed, når det kommer til køleskabsnoter og hvide tavler! Men når det kommer til industriel brug, såsom dem, der bruges af luftstyrken og NASA, er det kun en type magnet, der gør karakteren. Disse kaldes sjældne jordmagneter, et sæt stærke permanente magneter fremstillet af legeringer af bestemte jordelementer. Disse elementer falder ind under kategorien sjældne jordelementer (eller metaller), som er en samling af sytten elementer i den periodiske tabel; nemlig scandium, yttrium og de femten lanthanider. På trods af deres navn er sjældne jordelementer faktisk ret rigelige, men er så navngivne på grund af deres geokemiske egenskaber, de findes sjældent i økonomisk udnyttelige koncentrationer.
Sjældne jordelementer er ferromagnetiske, hvilket betyder, at de ligesom jern kan magnetiseres. Fordi de fleste sjældne jordartselementer har lave Curie-temperaturer (den temperatur, hvor de udviser magnetiske egenskaber), hvilket betyder, at de kun er magnetiske ved lave temperaturer. De fleste danner imidlertid forbindelser med overgangsmetaller som jern, nikkel og cobalt, som har højere Curie-temperaturer, og kan derfor blandes med dem for at forbedre deres naturlige magnetiske egenskaber. Der er to typer: neodymmagneter og samarium-koboltmagneter. De førstnævnte, opfundet i 1980'erne, er den stærkeste og mest overkommelige type sjældne jordartsmagnet, er lavet af neodym, jern og bor (kemisk formel: Nd2Fe14B). På den anden side er Samarium-koboltmagneter (kemisk formel: SmCo5), den første familie af sjældne jordartsmagneter, der er opfundet, mindre brugt end neodymiummagneter på grund af deres højere omkostninger og svagere magnetfeltstyrke. Samarium-cobalt har imidlertid en højere Curie-temperatur, hvilket skaber en niche for disse magneter i applikationer, hvor der er behov for høj feltstyrke ved højere driftstemperaturer.
Neodymmagneter bruges typisk i de fleste computerharddiske og en række forskellige lydhøjttalere. De har også en række vigtige medicinske applikationer, ikke mindst hvor det drejer sig om magnetisk resonansk billedteknologi (eller MRI) -teknologi. De er også en del af drivmekanismerne til elektriske og hybridmotorer, servomotorer, trådløse værktøjer og servostyringskontrol. Samarium-koboltmotorer bruges ofte til konstruktion af elektriske guitarer, avancerede Slotcar-racermotorer og turbomachinery. Derudover bruges sjældne jordartselementer som katalysatorer i petroleumskrakningsindustrien og til fremstilling af autoemissionsudstyr og kan have mange fremtidige anvendelser til grøn teknologi. Samarium-koboltmagneter kan også bruges til fremstilling af kryogene og højtemperatursystemer til fremtidig rumrejse.
Oprindeligt begrænsede de høje omkostninger ved disse magneter deres anvendelse til applikationer, der kræver kompakthed sammen med høj feltstyrke, men begyndende i 1990'erne er sjældne jordartsmagneter blevet stadigt billigere, og de lave omkostninger har inspireret nye anvendelser (såsom magnetlegetøj til børn).
Vi har skrevet mange artikler om magneter til Space Magazine. Her er en artikel om, hvor man kan købe magneter, og her er en artikel om, hvad magneter er lavet af.
Hvis du gerne vil have mere information om sjældne jordmagneter, kan du tjekke Rare Earth Magnetics-hjemmesiden, og her er et link til Wikipedia: Rare Earth Magnets.
Vi har også optaget en hel episode af Astronomy Cast alt om magnetisme. Lyt her, Afsnit 42: Magnetisme overalt.
Kilder:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare_earth_element
http://en.wikipedia.org/wiki/Curie_temperature
http://blogs.wsj.com/chinarealtime/2010/11/02/video-how-a-rare-earth-magnet-works/
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Samarium-cobalt
