Magnēti ir bezgalīgs prieka avots, nemaz nerunājot par ērtībām, kad runa ir par ledusskapja piezīmēm un baltajiem dēļiem! Bet, kad runa ir par rūpnieciskiem lietojumiem, tādiem kā gaisa spēki un NASA, tikai vienu magnētu veidu padara šo pakāpi. Tos sauc par retzemju magnētiem - spēcīgu pastāvīgo magnētu kopumu, kas izgatavots no konkrētu zemes elementu sakausējumiem. Šie elementi ietilpst retzemju elementu (vai metālu) kategorijā, kas periodiskajā tabulā ir septiņpadsmit elementu kolekcija; proti, skandijs, itrijs un piecpadsmit lantanīdi. Neskatoties uz to nosaukumu, retzemju elementi faktiski ir diezgan bagātīgi, taču to ģeoķīmisko īpašību dēļ tie tiek reti sastopami ekonomiski izmantojamā koncentrācijā.
Retzemju elementi ir feromagnētiski, kas nozīmē, ka tāpat kā dzelzi, tos var magnetizēt. Tomēr, tā kā lielākajai daļai retzemju elementu ir zema Kurija temperatūra (temperatūra, kurā tiem piemīt magnētiskās īpašības), tas nozīmē, ka zemā temperatūrā tie ir tikai magnētiski. Tomēr lielākā daļa veido savienojumus ar pārejas metāliem, piemēram, dzelzi, niķeli un kobaltu, kuriem ir augstāka Curie temperatūra, un tāpēc tos var sajaukt, lai uzlabotu to dabiskās magnētiskās īpašības. Ir divi veidi: neodīma magnēti un samārija-kobalta magnēti. Bijušais, izgudrots 80. gados, ir spēcīgākais un pieejamākais retzemju magnēta tips, un tas ir izgatavots no neodīma, dzelzs un bora (ķīmiskā formula: Nd2Fe14B). No otras puses, Samarium-kobalta magnēti (ķīmiskā formula: SmCo5), kas ir pirmā izgudroto retzemju magnētu saime, tiek izmantoti mazāk nekā neodīma magnēti, jo tiem ir augstākas izmaksas un vājāka magnētiskā lauka intensitāte. Tomēr samārija-kobaltam ir augstāka Curie temperatūra, radot nišu šiem magnētiem pielietojumos, kur augstāka darba temperatūra ir nepieciešama augsta lauka intensitāte.
Neodīma magnēti parasti tiek izmantoti lielākajā daļā datoru cieto disku un dažādos audio skaļruņos. Viņiem ir arī virkne svarīgu medicīnisko pielietojumu, no kuriem vismaz viens ir saistīts ar magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (vai MRI) tehnoloģiju. Tie ir arī elektrisko un hibrīddzinēju, servodzinēju, bezvada instrumentu un stūres pastiprinātāja piedziņas mehānismu daļa. Samarium-kobalta motori parasti tiek izmantoti elektrisko ģitāru, augstas klases Slotcar sacīkšu motoru un turbokompānijas ražošanā. Turklāt retzemju elementi tiek izmantoti kā katalizatori naftas krekinga rūpniecībā un automātisko izmešu aprīkojuma ražošanai, un tiem nākotnē var būt daudz lietojumu zaļajās tehnoloģijās. Samarija-kobalta magnētus var izmantot arī kriogēnu un augstas temperatūras sistēmu ražošanā turpmākiem kosmosa ceļojumiem.
Sākotnēji šo magnētu augstās izmaksas ierobežoja to izmantošanu ar lietojumiem, kuriem nepieciešama kompakcija un liela lauka intensitāte, taču kopš 1990. gadiem retzemju magnēti ir kļuvuši arvien lētāki, un zemās izmaksas ir iedvesmojušas jaunus lietojumus (piemēram, magnētiskās rotaļlietas bērni).
Mēs esam uzrakstījuši daudzus rakstus par magnātiem Space Magazine. Šis ir raksts par to, kur iegādāties magnētus, un šeit ir raksts par to, no kā tiek izgatavoti magnēti.
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par retzemju magnētiem, apskatiet retzemju magnētikas vietni, un šeit ir saite uz Wikipedia: Retzemju magnēti.
Mēs esam ierakstījuši arī veselu epizodi no astronomijas, kas stāsta par magnētismu. Klausieties šeit, 42. epizode: magnētisms visur.
Avoti:
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
