I magneti sono una fonte infinita di divertimento, per non parlare di una comodità quando si tratta di appunti sul frigorifero e lavagne bianche! Ma quando si tratta di usi industriali, come quelli usati dall'aeronautica e dalla NASA, solo un tipo di magnete è all'altezza. Questi sono chiamati magneti per terre rare, un insieme di potenti magneti permanenti realizzati con leghe di particolari elementi della terra. Questi elementi rientrano nella categoria degli elementi delle terre rare (o metalli), che sono una raccolta di diciassette elementi nella tavola periodica; vale a dire scandio, ittrio e quindici lantanidi. Nonostante il loro nome, gli elementi delle terre rare sono in realtà piuttosto abbondanti, ma sono così chiamati a causa delle loro proprietà geochimiche, raramente si trovano in concentrazioni economicamente sfruttabili.
Gli elementi delle terre rare sono ferromagnetici, il che significa che come il ferro, possono essere magnetizzati. Tuttavia, poiché la maggior parte degli elementi delle terre rare ha basse temperature Curie (la temperatura alla quale mostrano proprietà magnetiche), il che significa che sono magnetici solo a basse temperature. Tuttavia, la maggior parte forma composti con metalli di transizione come ferro, nichel e cobalto, che hanno temperature Curie più elevate e possono quindi essere miscelati con essi per migliorare le loro proprietà magnetiche naturali. Ne esistono di due tipi: magneti al neodimio e magneti al samario-cobalto. I primi, inventati negli anni '80, sono il tipo più potente ed economico di magneti in terre rare, sono fatti di neodimio, ferro e boro (formula chimica: Nd2Fe14B). D'altra parte, i magneti al samario-cobalto (formula chimica: SmCo5), la prima famiglia di magneti in terre rare inventata, sono meno utilizzati dei magneti al neodimio a causa del loro costo più elevato e della minore intensità del campo magnetico. Tuttavia, il samario-cobalto ha una temperatura di Curie più elevata, creando una nicchia per questi magneti in applicazioni in cui è necessaria un'elevata intensità di campo a temperature di esercizio più elevate.
I magneti al neodimio sono generalmente utilizzati nella maggior parte dei dischi rigidi dei computer e in una varietà di altoparlanti. Hanno anche una serie di importanti applicazioni mediche, non ultima la tecnologia della risonanza magnetica (o MRI). Fanno anche parte dei meccanismi di azionamento di motori elettrici e ibridi, servomotori, utensili a batteria e comandi del servosterzo. I motori samario-cobalto sono comunemente usati nella costruzione di chitarre elettriche, motori da corsa per Slotcar di fascia alta e turbomacchine. Inoltre, gli elementi delle terre rare vengono utilizzati come catalizzatori nell'industria del cracking del petrolio e per realizzare apparecchiature per le emissioni delle automobili e potrebbero avere molte applicazioni future per la tecnologia verde. I magneti al samario-cobalto possono essere utilizzati anche nella realizzazione di sistemi criogenici e ad alta temperatura per futuri viaggi nello spazio.
Originariamente, l'alto costo di questi magneti limitava il loro utilizzo ad applicazioni che richiedevano compattezza insieme ad un'elevata intensità di campo, ma a partire dagli anni '90, i magneti in terre rare sono diventati costantemente meno costosi e il basso costo ha ispirato nuovi usi (come i giocattoli magnetici per figli).
Abbiamo scritto molti articoli sui magneti per Universe Today. Ecco un articolo su dove acquistare i magneti ed ecco un articolo su di cosa sono fatti i magneti .
Se desideri maggiori informazioni sui magneti in terre rare, dai un'occhiata Magneti delle terre rare Homepage , ed ecco un link a Wikipedia: magneti in terre rare .
Abbiamo anche registrato un intero episodio di Astronomy Cast tutto sul magnetismo. Ascolta qui, Episodio 42: Magnetismo ovunque .
Fonti:
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/Samario-cobalto