Magnetid on lõputu lõbuallikas, rääkimata mugavusest, kui rääkida külmiku märkmetest ja valgetest tahvlitest! Kuid kui tegemist on tööstusliku kasutusega, näiteks õhujõudude ja NASA poolt kasutatavaga, teeb klassi ainult üks tüüpi magnet. Neid nimetatakse haruldaste muldmetallide magnetideks - tugevate püsimagnetite komplekt, mis on valmistatud konkreetsete maaelementide sulamitest. Need elemendid kuuluvad haruldaste muldmetallide (või metallide) kategooriasse, mis koosneb perioodiliste tabelite seitsmeteistkümnest elemendist; nimelt skandium, ütrium ja viisteist lantaniidi. Vaatamata nimele on haruldaste muldmetallide elemente tegelikult üsna palju, kuid geokeemiliste omaduste tõttu on neid majanduslikult kasutatavates kontsentratsioonides harva.
Haruldaste muldmetallide elemendid on ferromagnetilised, mis tähendab, et nagu rauda, saab neid ka magnetiseerida. Kuna enamikul haruldaste muldmetallide elementidel on madal Curie temperatuur (temperatuur, mille juures neil on magnetilised omadused), tähendab, et need on magnetilised ainult madalatel temperatuuridel. Kuid enamik moodustab siirdemetallidega ühendeid, näiteks rauda, niklit ja koobaltit, mille Curie temperatuur on kõrgem, ja seetõttu saab neid looduslike magnetiliste omaduste parandamiseks nendega segada. Neid on kahte tüüpi: neodüümmagnetid ja samarium-koobaltmagnetid. Esimesed, leiutatud 1980ndatel, on tugevaim ja taskukohasem haruldaste muldmetallide magnetid, valmistatud neodüümist, rauast ja boorist (keemiline valem: Nd2Fe14B). Teisest küljest kasutatakse esimesena leiutatud haruldaste muldmetallide magnetide perekonda Samarium-koobaltmagneteid (keemiline valem: SmCo5) vähem kui neodüümmagneteid, kuna need on kallimad ja nõrgema magnetvälja tugevusega. Samas on samariumi-koobaltil kõrgem Curie temperatuur, luues niši nendele magnetidele rakenduste jaoks, kus kõrgematel töötemperatuuridel on vaja suurt väljatugevust.
Neodüümmagneteid kasutatakse tavaliselt enamikus arvuti kõvaketastes ja erinevates helikõlarites. Neil on ka mitmeid olulisi meditsiinilisi rakendusi, sealhulgas ka magnetresonantstomograafia (või MRI) tehnoloogia. Need on ka osa elektri- ja hübriidmootorite, servomootorite, juhtmeta tööriistade ja roolivõimendi juhtimismehhanismidest. Samarium-koobaltmootoreid kasutatakse tavaliselt elektrikitarride, tippklassi Slotcar võidusõidumootorite ja turbomatite ehitamisel. Lisaks sellele kasutatakse haruldaste muldmetallide elemente nafta krakkimise tööstuses katalüsaatorina ja autoheitmete varustamiseks ning neil võib tulevikus olla rohelise tehnoloogia jaoks palju rakendusi. Samarium-koobaltmagneteid võib kasutada ka tulevikus krüogeensete ja kõrge temperatuuriga süsteemide valmistamiseks kosmosereisiks tulevikus.
Algselt piirasid nende magnetide kõrge hind nende kasutamist rakendustega, mis nõuavad kompaktsust ja suurt väljatugevust, kuid alates 1990ndatest on haruldaste muldmetallide magnetid muutunud järjest odavamaks ning madalad kulud on inspireerinud uusi kasutusviise (näiteks magnetilised mänguasjad lapsed).
Oleme ajakirjale Space Magazine kirjutanud palju magneteid käsitlevaid artikleid. Siin on artikkel selle kohta, kust magneteid osta, ja siin on artikkel selle kohta, millest magnetid on valmistatud.
Kui soovite rohkem teavet haruldaste muldmetallide kohta, vaadake haruldaste muldmetallide magnetilisi kodulehti ja siin on link Wikipediasse: haruldaste muldmetallide magnetid.
Samuti oleme salvestanud terve episoodi astronoomiaosast, mis rääkis kõigest magnetismist. Kuulake siin, episood 42: Magnetism kõikjal.
Allikad:
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
