Nam châm là một nguồn vui vô tận, chưa kể đến sự tiện lợi khi ghi chú vào tủ lạnh và bảng trắng! Nhưng khi nói đến sử dụng công nghiệp, chẳng hạn như những loại được sử dụng bởi không quân và NASA, chỉ có một loại nam châm làm nên loại. Chúng được gọi là Nam châm đất hiếm, một bộ nam châm vĩnh cửu mạnh được làm từ hợp kim của các nguyên tố đất cụ thể. Các nguyên tố này thuộc nhóm nguyên tố đất hiếm (hoặc kim loại), là tập hợp của mười bảy nguyên tố trong bảng tuần hoàn; cụ thể là scandium, yttri và mười lăm lanthanides. Mặc dù tên của chúng, các nguyên tố đất hiếm thực sự khá phong phú, nhưng được đặt tên như vậy vì tính chất địa hóa của chúng, chúng hiếm khi được tìm thấy ở nồng độ khai thác kinh tế.
Các nguyên tố đất hiếm là sắt từ, nghĩa là giống như sắt, chúng có thể bị từ hóa. Tuy nhiên, vì hầu hết các nguyên tố đất hiếm có nhiệt độ Curie thấp (nhiệt độ mà chúng thể hiện tính chất từ tính), có nghĩa là chúng chỉ có từ tính ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, hầu hết các hợp chất tạo thành với các kim loại chuyển tiếp như sắt, niken và coban, có nhiệt độ Curie cao hơn, và do đó có thể được trộn với chúng để tăng cường tính chất từ tính tự nhiên của chúng. Có hai loại: nam châm neodymium và nam châm samarium-coban. Loại trước đây, được phát minh vào những năm 1980, là loại nam châm đất hiếm mạnh nhất và giá cả phải chăng nhất, được làm từ neodymium, sắt và boron (công thức hóa học: Nd2Fe14B). Mặt khác, nam châm Samarium-coban (công thức hóa học: SmCo5), họ nam châm đất hiếm đầu tiên được phát minh, ít được sử dụng hơn nam châm neodymium vì giá thành cao hơn và cường độ từ trường yếu hơn. Tuy nhiên, samarium-coban có nhiệt độ Curie cao hơn, tạo ra một hốc cho các nam châm này trong các ứng dụng cần cường độ trường cao ở nhiệt độ hoạt động cao hơn.
Nam châm neodymium thường được sử dụng trong hầu hết các ổ đĩa cứng máy tính và nhiều loại loa âm thanh. Họ cũng có một số ứng dụng y tế quan trọng, không phải là ít nhất trong số đó liên quan đến công nghệ chụp cộng hưởng từ (hoặc MRI). Chúng cũng là một phần của các cơ chế lái cho động cơ điện và hybrid, động cơ servo, công cụ không dây và điều khiển trợ lực lái. Động cơ Samarium-coban thường được sử dụng trong việc chế tạo đàn guitar điện, động cơ xe đua Slotcar cao cấp và nhà máy luyện kim. Ngoài ra, các nguyên tố đất hiếm đang được sử dụng làm chất xúc tác trong ngành công nghiệp bẻ khóa dầu mỏ và chế tạo thiết bị phát thải tự động, và có thể có nhiều ứng dụng trong tương lai cho công nghệ xanh. Nam châm Samarium-coban cũng có thể được sử dụng trong việc chế tạo các hệ thống lạnh và nhiệt độ cao để du hành vũ trụ trong tương lai.
Ban đầu, chi phí cao của các nam châm này đã giới hạn việc sử dụng chúng cho các ứng dụng đòi hỏi sự gọn nhẹ cùng với cường độ trường cao, nhưng bắt đầu từ những năm 1990, nam châm đất hiếm đã trở nên rẻ hơn và chi phí thấp đã truyền cảm hứng cho việc sử dụng mới (như đồ chơi từ tính cho bọn trẻ).
Chúng tôi đã viết nhiều bài viết về nam châm cho Tạp chí Vũ trụ. Ở đây, một bài viết về nơi để mua nam châm, và ở đây, một bài viết về những gì nam châm được làm từ.
Nếu bạn muốn biết thêm thông tin về Nam châm đất hiếm, hãy xem Trang chủ từ trường đất hiếm và tại đây Liên kết với Wikipedia: Nam châm đất hiếm.
Chúng tôi cũng đã ghi lại toàn bộ tập phim Thiên văn học đúc tất cả về Từ tính. Nghe ở đây, Tập 42: Từ tính ở mọi nơi.
Nguồn:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare_earth_element
http://en.wikipedia.org/wiki/Curie_tem Nhiệt độ
http://bloss.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
