I magneti producono una forza a distanza che attrae o respinge particelle cariche, correnti elettriche e altri magneti. Sono essenziali per la generazione di energia elettrica, per motori e generatori e molti dispositivi elettromeccanici che consentono di risparmiare manodopera, per l'archiviazione e la registrazione di informazioni e numerose applicazioni specializzate come le guarnizioni sulle porte dei frigoriferi. I magneti sono fatti di vari materiali tra cui ferro, nichel, cobalto, neodimio e gadolinio (metalli delle terre rare) e si trovano comunemente come magnetiti naturali o la magnetite nel minerale di ferro, la ferrite nella ceramica e alcune leghe di questi metalli e il materiale sintetico delle terre rare ferrite di bario.
I magneti più forti sono creati da metalli delle terre rare come neodimio, samario e cobalto. Sono chiamati magneti permanenti perché mantengono le loro proprietà magnetiche per lunghi periodi di tempo e possono resistere alle alte temperature.
Questi magneti sono prodotti da una complessa serie di passaggi che includono la sinterizzazione, la ricottura, la macinazione e la lucidatura delle materie prime. UN Tutti questi processi devono essere attentamente monitorati per garantire che la composizione chimica e le proprietà fisiche rimangano stabili e coerenti. Questo è importante perché se le qualità magnetiche e non magnetiche vengono compromesse, ciò potrebbe influire sulle prestazioni del prodotto finito.
I magneti in samario-cobalto (SmCo), introdotti negli anni '70, sono i primi magneti in terre rare disponibili in commercio e inizialmente erano classificati in modo simile ai magneti al neodimio in termini di forza, ma hanno migliori valori di temperatura e maggiore coercitività (la resistenza alla smagnetizzazione). Possono resistere a temperature fino a -273 gradi C, che è vicino allo zero assoluto, e forniscono anche un'eccellente resistenza alla corrosione.
Oltre a questi vantaggi, i magneti in samario-cobalto presentano numerosi vantaggi rispetto ai magneti al neodimio, tra cui il costo inferiore e le dimensioni ridotte. Questi attributi rendono i magneti SmCo una scelta popolare per molte applicazioni che richiedono temperature di esercizio elevate. Sono utilizzati in generatori, motori, pompe, giunti e sensori nell'industria automobilistica, aerospaziale, militare, marittima e alimentare e manifatturiera.
L'attrazione magnetica di questi magneti è creata dal fatto che i loro spin di elettroni spaiati sono orientati in modo tale da allinearsi tra loro. Questo è il processo di magnetizzazione e questo fenomeno si verifica in tutte le sostanze ferromagnetiche come acciaio, alluminio, rame e alcune leghe di questi metalli. Gli ossidi di ferro nella magnetite e nella magnetite sono naturalmente (e relativamente debolmente) magnetici così come il neodimio ferro boro nelle gru di discarica, negli acceleratori di particelle e in altre potenti configurazioni di magneti come i magneti a quadrupolo per focalizzare i fasci di particelle.
I magneti possono anche essere prodotti artificialmente assemblando la giusta combinazione di ferro e altri elementi. Ad esempio, le leghe ferro-cobalto possono essere forgiate per produrre magneti estremamente resistenti e compatti. Numerose applicazioni industriali utilizzano questa tecnologia, ma l'applicazione più importante dei magneti è nella levitazione e propulsione di treni, chiamati treni maglev, che funzionano utilizzando campi magnetici pulsati per levitare e spingerli su un binario senza toccarlo e generare attrito meccanico o rumore. Gli stessi principi potrebbero essere applicati alla propulsione dei veicoli spaziali per consentire loro di raggiungere l'orbita senza bisogno di razzi ausiliari.
Produttori di accoppiamenti a magneti permanenti
