Neodymové magnety (FeNdB)
Permanentní magnety na bázi FeNdB (někdy též neodymové magnety) se základním chemickým vzorcem Nd2Fe14B obsahují vedle hlavního prvku vzácných zemin neodym (Nd) také dysprosium (Dy), případně praseodym (Pr). Dosahují vůbec nejvyšších hodnot vnitřní magnetické energie (BH)max. Průmyslové rozšíření neodymových magnetů se datuje zhruba od roku 1982.
Vyrábějí se spékáním (sintrováním) velmi jemně rozemletých substancí, neboť jejich přímé slévání není možné – viz Technologie výroby.
Tyto magnety umožňují značnou miniaturizaci rozměrů, protože dosáhnou stejné přídržné síly při mnohem menších rozměrech, než např. feritové magnety nebo magnety Alnico.
Magnetické vlastnosti neodymových magnetů
Jak už bylo řečeno, neodymové magnety jsou nejsilnější dnes známé magnety v technické praxi vůbec. Vlastnosti ovlivňuje způsob výroby, zejména velikost a směr magnetického pole, působícího při lisování základního materiálu (rovnoběžně nebo kolmo). Magnetické charakteristiky jednotlivých tříd magnetů jsou uvedeny v následující tabulce.
Třída | Koercivita | Remanence | Max. součin | Max. teplota použití | |
| HcB | Hcj | Br [mT] | (BH)max [kJ/m3] | oC | |
| [kA/m] | |||||
| N35 | ≥868 | ≥955 | 1170-1210 | 263-287 | 90 |
| N38 | ≥868 | ≥955 | 1210-1250 | 287-310 | 90 |
| N40 | ≥835 | ≥955 | 1260-1290 | 318-324 | 90 |
| N42 | ≥835 | ≥955 | 1290-1320 | 324-342 | 80 |
| N45 | ≥835 | ≥955 | 1330-1370 | 342-366 | 80 |
| N50 | ≥842 | ≥876 | 1400-1440 | 324-342 | 70 |
| N52 | ≥842 | ≥876 | 1440-1470 | 394-414 | 70 |
| N30H | ≥810 | ≥1353 | 1080-1120 | 232-239 | 120 |
| N33H | ≥842 | ≥1353 | 1140-1170 | 247-263 | 120 |
| N35H | ≥868 | ≥1353 | 1170-1210 | 263-279 | 120 |
| N38H | ≥915 | ≥1353 | 1220-1260 | 287-303 | 120 |
| N40H | ≥915 | ≥1353 | 1260-1290 | 303-318 | 120 |
| N42H | ≥899 | ≥1353 | 1290-1320 | 318-334 | 120 |
| N44H | ≥923 | ≥1274 | 1330-1360 | 334-350 | 110 |
| N30SH | ≥804 | ≥1592 | 1080-1120 | 223-239 | 150 |
| N33SH | ≥844 | ≥1592 | 1140-1170 | 247-263 | 150 |
| N35SH | ≥860 | ≥1592 | 1170-1210 | 263-279 | 150 |
| N38SH | ≥860 | ≥1592 | 1210-1250 | 287-302 | 150 |
| N40SH | ≥860 | ≥1592 | 1260-1290 | 303-318 | 150 |
| N42SH | ≥907 | ≥1512 | 1300-1330 | 318-334 | 140 |
| N30UH | ≥804 | ≥1990 | 1080-1120 | 223-239 | 180 |
| N35UH | ≥836 | ≥1990 | 1170-1210 | 263-278 | 180 |
| N38UH | ≥907 | ≥1990 | 1220-1260 | 287-303 | 180 |
| N30EH | ≥804 | ≥2388 | 1080-1120 | 223-239 | 200 |
| N33EH | ≥820 | ≥2388 | 1140-1170 | 247-263 | 200 |
| N35EH | ≥860 | ≥2388 | 1170-1210 | 263-279 | 200 |
S rostoucími vědeckými poznatky a technologickým pokrokem se vyrábějí stále nové třídy s vyšší hodnotou (BH)max. Teoreticky je možné dosáhnout až 485 kJ/m3, ale dosažení této hranice je otázka minimálně několika let či spíše desetiletí.
Zároveň se vyvíjejí materiály s vyšší teplotní odolností a to až do 200oC. Základním ukazatelem teplotní odolnost je parametr koercivity Hcj , na který má vliv obsah dysprosia (Dy) a také metalografický parametr velikost zrna. Čím jemnější je struktura (malá velikost zrna), tím vyšší je hodnota Hcj . Platí však také, že čím vyšší je teplotní odolnost magnetu, tím je obtížnější dosáhnout vyšších energetických tříd. Přehledně je tato závislost znázorněna na následujícím grafu:
Fyzikálně-chemické vlastnosti neodymových magnetů
Hlavní fyzikální parametry neodymových magnetů shrnuje následující tabulka.
| Veličina | Rozměr | Velikost | |
| Hustota | g/cm3 | 7.5 | |
| lbs/in3 | 0.27 | ||
| Pevnost v tlaku | MPa | 1050 | |
| psi | 1.5x105 | ||
| Pevnost v tahu | MPa | 78 | |
| psi | 1.1x104 | ||
| Pevnost v ohybu | MPa | 270 | |
| psi | 3.9x105 | ||
| Youngův modul pružnosti | MPa | 160x103 | |
| psi | 2.3x107 | ||
| Odolnost proti vzniku trhlin | KIC(N/mm3/2) | 80 | |
| Elektrický odpor | W·m | 1.4x10-6 | |
| Tvrdost podle Vickerse | Hv | 600 | |
| Curieova teplota | °C | 310 | |
| Tepelná vodivost | W/m·K | 7 | |
| Měrné teplo | J/(kg·K) | 450 | |
| Koeficient teplotní roztažnosti (20-100°C) | 1/K | Kolmo k ose | -1x10-6 |
| Rovnoběžně s osou | 7x10-6 | ||
Neodymové magnety jsou tvrdé a poměrně křehké, což je nutno mít na paměti zejména při manipulaci zmagnetovaných výrobků v blízkosti ostatních magnetů nebo feromagnetických materiálů (železa,...). Křehkost do určité míry snižují povrchové úpravy (viz dále).
Neodymové magnety jsou obecně náchylné ke korozi, proto jsou opatřovány povrchovými úpravami jako elektrochemické zinkování, niklování nebo lakování epoxy lakem nebo se zvyšuje jejich korozivzdornost speciální technologií (tzv. HAST magnety). Ta spočívá ve zpracování surovin ve vakuu, čímž se zabrání vzniku oxidačních produktů, které jsou iniciátory korozních procesů. Následující obrázek dokumentuje rozdíl mezi běžným magnetem FeNdB bez povrchové úpravy s magnetem z HAST materiálu po korozním testu PCT podle IEC 68-2-66.
Běžný neodymový magnet HAST neodymový magnet
Při tomto testu je magnet podroben působení vodních par při teplotě 130oC, tlaku 2,6 bar a 100% relativní vlhkosti po dobu 7 dnů. Kritérium pro HAST materiál je maximální úbytek hmotnosti 5 mg na 1 cm2 plochy magnetu. Pokud magnet těmto podmínkám vyhoví, je reálný předpoklad, že při běžných klimatických podmínkách odolá korozi po dobu minimálně 50 let. Pochopitelně v náročnějších podmínkách, zejména v tropických oblastech s vysokou vlhkostí vzduchu nebo v přímořských oblastech s vyšší koncentraci soli v ovzduší je odolnost proti korozi nižší a zpravidla je nutná ochrana vhodným povlakem.
Plastomagnety FeNdB
Kromě klasických sintrovaných neodymových magnetů, se vyrábějí také magnety, kde je práškový materiál FeNdB smíchám s plastovým pojidlem. Předností těchto magnetů je dosažení přesnějších rozměrových tolerancí a možnost výroby složitých tvarů včetně kompozitních sestav s jinými materiály a součástmi (např. s hřídelí rotoru elektromotoru). Nevýhodou je podstatně nižší vnitřní magnetická energie oproti sintrovaným magnetům.
Použití neodymových magnetů
Neodymový magnet má řadu využití v aplikacích, kde je potřeba vyvinout silnou magnetickou interakci (přídržnou sílu) nebo tam, kde záleží na malých rozměrech. Jsou to např. rotory a statory motorů, lineární motory, magnetické spojky a brzdy, magnetické polarizátory tekutin, magnetické separátory, systémy proti krádežím v obchodech. Dále se magnety ze vzácných zemin používají např. v těchto oblastech : automaty a roboty, automobily, hračky, kuchyňské stroje, pračky, myčky, náramkové hodinky, výpočetní technika apod.
Magnety se vyrábějí v hotových tvarech jednal lisováním do forem, jednak elektrojiskrovým obráběním lisovaných bloků, přičemž prvním způsobem lze dosáhnout vyšší magnetické vlastnosti. Tvar a rozměry magnetu lze mírně upravit broušením. Je však potřeba chlazení, aby se broušené ploch nezahřívaly a nedošlo tak ke ztrátě magnetizace (viz tabulka magnetických vlastností - max. teplota použití).
Plastem pojené magnety se vyrábějí lisováním do formy a jejich následné opracování není nutné.
