Magneetit eivät ole vain loputtoman hauskanpito - lapsille ja kaiken ikäisille lapsille! Heillä sattuu olemaan myös loputtomia teollisia sovelluksia. Näitä kutsutaan harvinaisiksi maametalliksi tai supermagneteiksi, sellaisia, joita käytetään MRI-koneissa, tietokoneen kiintolevyissä, sähkö- ja hybridimoottoreissa, äänen kaiuttimissa, sähkökitaroissa ja kilpa-autojen moottoreissa. Nimestään huolimatta supermagneettien valmistukseen käytetyt elementit ovat oikeastaan melko yleisiä, mutta niitä löytyi harvoin riittävän suurina määrinä, jotta niitä voitaisiin pitää taloudellisesti kannattavina. 1990-luvulta lähtien nämä magneetit ovat kuitenkin tulleet halpoiksi ja laajalti saatavissa, ja niitä harkitaan jopa lisäprosesseja varten.
Termi supermagneetti on laaja termi ja kattaa useita harvinaisten maametallien magneettien perheitä, joihin sisältyy jaksotaulukossa seitsemäntoista elementtiä; nimittäin skandium, yttrium ja viisitoista lantanidia. Ensimmäiset, 1970-luvulla ja 80-luvulla kehitetyt supermagneetit ovat vahvimpia tyyppisiä pysyviä magneetteja, joita koskaan on tehty, ovat ferromagneettisia, mikä tarkoittaa, että kuten rauta, ne voidaan myös magnetoida, ja niiden Curie-lämpötilat ovat huoneenlämpötilan alapuolella. Tämä tarkoittaa, että puhtaassa muodossaan niiden magnetismi näkyy vain matalissa lämpötiloissa. Koska ne voivat kuitenkin muodostaa yhdisteitä siirtymämetallien, kuten raudan, nikkelin ja koboltin kanssa, metallien kanssa, joiden Curie-lämpötilat ovat selvästi huoneenlämpötilan yläpuolella, niitä voidaan käyttää tehokkaasti myös korkeissa lämpötiloissa. Suurin etu, joka heillä on tavanomaisiin magneetteihin verrattuna, on se, että niiden suurempi lujuus mahdollistaa pienempien, kevyempien magneettien käytön, ne, jotka voivat tehdä saman työn, mutta vievät vähemmän tilaa ja vaativat vähemmän materiaalia.
Supermagneetit voidaan jakaa kahteen luokkaan. Ensinnäkin on neodyymimagneetti, joka on valmistettu neodyymi-, rauta- ja booriseoksesta Nd2Fe14B: n tetragonaalisen kiteisen rakenteen muodostamiseksi. Tämä materiaali on tällä hetkellä vahvin tunnettu kestomagneettityyppi, ja se kehitettiin 1980-luvulla. Sitä käytetään tyypillisesti tietokoneiden kiintolevyjen päätoimilaitteiden rakentamiseen, ja sillä on monia elektronisia sovelluksia, kuten sähkömoottorit, laitteet ja magneettikuvaus (MRI). Toinen supermagneettityyppi on samarium-kobolttilajike, samariumin ja koboltin seos SmCo5: n kemiallisen kaavan kanssa. Tätä vahvinta tyyppiä harvinaisten maametallien magneetteja käytetään myös elektronisissa moottoreissa, turbokaappauslaitoksissa, ja korkean lämpötila-toleranssinsa vuoksi sillä voi olla myös monia sovelluksia avaruusmatkoihin, kuten kryogeeniset ja kuumuutta kestävät koneet.
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita magneetteista Space Magazine -lehteen. Tässä on artikkeli siitä, mistä voi ostaa magneetteja, ja tässä on artikkeli siitä, mistä magneetit ovat tehty.
Jos haluat lisätietoja supermagneeteista, tutustu harvinaisten maametallien kotisivulle, ja tässä on linkki Wikipediaan: Harvinaiset maamagneetit.
Olemme myös nauhoittaneet koko jakson tähtitiede-näyttelijöistä, jotka käsittelevät kaikkia magneettisuuksia. Kuuntele tästä, jakso 42: Magnetismi kaikkialla.
Lähteet:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Samarium-cobalt_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet
http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy99/phy99010.htm
