Mıknatıslar, buzdolabı notları ve beyaz tahtalar söz konusu olduğunda kolaylıktan bahsetmemek için sonsuz bir eğlence kaynağıdır! Ancak, hava kuvvetleri ve NASA tarafından kullanılanlar gibi endüstriyel kullanımlar söz konusu olduğunda, sadece bir tür mıknatıs notu verir. Bunlara Nadir Toprak Mıknatısları denir, belirli toprak elementlerinin alaşımlarından yapılmış bir dizi güçlü kalıcı mıknatıs. Bu elementler, periyodik tablodaki on yedi elementin bir koleksiyonu olan nadir toprak elementleri (veya metaller) kategorisine girer; skandiyum, itriyum ve on beş lantanid. İsimlerine rağmen, nadir toprak elementleri aslında oldukça boldur, ancak jeokimyasal özellikleri nedeniyle adlandırılırlar, nadiren ekonomik olarak sömürülebilir konsantrasyonlarda bulunurlar.
Nadir toprak elementleri ferromanyetiktir, yani demir gibi mıknatıslanabilirler. Bununla birlikte, nadir bulunan toprak elementlerinin çoğu düşük Curie sıcaklıklarına (manyetik özellikler gösterdikleri sıcaklık) sahip oldukları için, sadece düşük sıcaklıklarda manyetik oldukları anlamına gelir. Bununla birlikte, çoğu, daha yüksek Curie sıcaklıklarına sahip olan demir, nikel ve kobalt gibi geçiş metallerine sahip bileşikler oluşturur ve bu nedenle doğal manyetik özelliklerini geliştirmek için onlarla karıştırılabilir. İki tip vardır: neodimyum mıknatıslar ve samaryum-kobalt mıknatıslar. 1980'lerde icat edilmiş olan en eski ve en uygun fiyatlı nadir toprak mıknatısı, neodimyum, demir ve bordan yapılmıştır (kimyasal formül: Nd2Fe14B). Öte yandan, icat edilen nadir toprak mıknatıslarının ilk ailesi olan Samaryum-kobalt mıknatıslar (kimyasal formül: SmCo5), yüksek maliyeti ve zayıf manyetik alan gücü nedeniyle neodimyum mıknatıslardan daha az kullanılır. Bununla birlikte, samaryum-kobalt daha yüksek bir Curie sıcaklığına sahiptir ve daha yüksek çalışma sıcaklıklarında yüksek alan mukavemetine ihtiyaç duyulan uygulamalarda bu mıknatıslar için bir niş oluşturur.
Neodimyum mıknatıslar genellikle çoğu bilgisayar sabit diskinde ve çeşitli ses hoparlörlerinde kullanılır. Ayrıca, en az manyetik rezonans görüntüleme (veya MRI) teknolojisini içermeyen bir dizi önemli tıbbi uygulamaya da sahiptirler. Ayrıca elektrikli ve hibrit motorlar, servo motorlar, akülü aletler ve hidrolik direksiyon kontrolleri için sürüş mekanizmalarının bir parçasıdır. Samaryum-kobalt motorlar yaygın olarak elektrik gitar, üst düzey Slotcar yarış motorları ve turbo makine yapımında kullanılır. Buna ek olarak, nadir toprak elementleri petrol krakeri endüstrisinde katalizör olarak kullanılır ve oto emisyon ekipmanı yapmak için kullanılır ve yeşil teknoloji için gelecekteki birçok uygulamaya sahip olabilir. Samaryum-kobalt mıknatıslar, gelecekteki uzay yolculuğu için kriyojenik ve yüksek sıcaklık sistemlerinin yapımında da kullanılabilir.
Başlangıçta, bu mıknatısların yüksek maliyeti, kullanımlarını yüksek alan gücü ile birlikte kompaktlık gerektiren uygulamalarla sınırlandırdı, ancak 1990'lı yıllardan itibaren, nadir toprak mıknatısları giderek daha az pahalı hale geldi ve düşük maliyet yeni kullanımlara ilham verdi (örneğin manyetik oyuncaklar çocuk).
Space Magazine için mıknatıslar hakkında birçok makale yazdık. Mıknatısların nereden alınacağı hakkında bir makale ve mıknatısların nelerden oluştuğu hakkında bir makale.
Nadir Toprak Mıknatısları hakkında daha fazla bilgi edinmek için Nadir Toprak Manyetikleri Ana Sayfasına bakın ve Wikipedia'ya bir bağlantı: Nadir Toprak Mıknatısları.
Ayrıca, Manyetizma hakkında tüm bir Astronomi Oyuncusu bölümünü de kaydettik. Burada dinle, Bölüm 42: Manyetizma Her Yerde.
Kaynaklar:
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
