Neodym magneten

Neodymium magneten: supermagneten met extra sterke houdkracht

Voor lange tijd werden ferrietmagneten beschouwd als de sterkste magneten. In 1982 echter ontwikkelden General Motors en Sumitomo magneten van zeldzame aardmetalen die een veel grotere houdkracht hebben. Neodymiummagneten, bijvoorbeeld, bestaan uit de zeldzame aarde neodymium, ijzer en borium. Zij worden ook wel NdFeB-magneten genoemd naar hun chemische bestanddelen. Zij hebben ongeveer tienmaal de houdkracht van ferrietmagneten met hetzelfde volume en zijn uiterst veelzijdig. Vanwege hun kracht worden ze ook wel supermagneten genoemd.

Wat zijn neodymium magneten?

De basis voor neodymiummagneten is de zeldzame aarde neodymium, alsmede ijzer en boor. Als zeldzame aarde is neodymium niet schaars, maar wel moeilijk te delven. Het geeft neodymium magneten echter hun unieke eigenschappen. In de regel bevatten neodymiummagneten tussen 29 en 32 procent neodymium, tussen 64,2 en 65,5 procent ijzer en tussen 1 en 1,2 procent borium. Kleine hoeveelheden aluminium, praseodymium, dyprosium, kobalt of koper kunnen als extra componenten worden toegevoegd, bijvoorbeeld om de corrosie- en temperatuurbestendigheid te verbeteren.

Dit is hoe neodymium magneten worden gemaakt:

• Een legering wordt gemaakt van de gewogen componenten in een vacuüm-inductieoven.
• De legering wordt afgekoeld en vermalen tot een fijn poeder door middel van waterstofbrosheid.
• Het poeder wordt geperst en samengeperst door een magnetisch veld. Bij axiaal persen wordt het magnetisch veld parallel aan de compressie aangelegd; bij het meer gebruikelijke transversaal persen wordt het magnetisch veld parallel aan de compressie aangelegd. Bij isostatisch persen wordt het neodymiumpoeder in een rubberen vorm gebracht en onder druk gezet in een vat met vloeistof. Een magnetisch veld drukt het poeder van alle kanten samen. Na het persen krijgt de NdFeB-magneet een demagnetisatiepuls. Op deze manier ontstaat een zogenaamde groene magneet of groene compact.
• De groene compact wordt gesinterd in een zuurstofvrije atmosfeer en daarna afgekoeld.
• Tijdens het sinteren krimpt de magneet, maar krijgt niet helemaal de gewenste vorm. Dit wordt verkregen door een oppervlaktebehandeling met diamantslijpers en draadsnijders.
• Nadat de neodymiummagneet zijn definitieve vorm heeft gekregen, wordt hij nog van een beschermlaag voorzien. Meestal bestaat deze uit nikkel-koper-nikkel (Ni-Cu-Ni), maar goud, zink, zilver en andere elementen kunnen ook worden gebruikt.
• De laatste stap is magnetiseren. Hiervoor wordt een magneetspoel gebruikt waarvan de magnetische kracht ten minste driemaal zo groot is als de gewenste kleefkracht van de magneet.

Waarop moet worden gelet bij het hanteren van neodymium magneten?

Als permanente magneten verliezen neodymium magneten hun kleefkracht niet zolang zij niet worden blootgesteld aan hoge temperaturen of radioactieve straling. Zelfs kleine vierkante magneten kunnen tot acht vellen papier op een magneetbord houden. Neodymiummagneten worden echter niet alleen gebruikt als praktische organisatoren op kantoor, zij worden ook gebruikt voor magnetische bevestigingsmiddelen, zitten in elektromotoren, luidsprekers, microfoons en MRI-scanners (Magnetic Resonance Imaging).

Bij het werken met neodymium magneten moeten enkele voorzorgsmaatregelen worden genomen. Zoals alle magneten kunnen zij opgeslagen gegevens van harde schijven of bankkaarten wissen. Mensen met pacemakers moeten het gebruik van magneten vermijden. Neodymium magneten zijn ook geen speelgoed voor kinderen. Vooral kleine bolvormige en vierkante magneten lopen het risico door kinderen te worden ingeslikt. Dan is er levensgevaar. Neodymium magneten moeten te allen tijde uit de buurt van vuur worden gehouden.