المغناطيس هو مصدر لا نهاية له من المرح ، ناهيك عن الراحة عندما يتعلق الأمر بملاحظات الثلاجة والألواح البيضاء! ولكن عندما يتعلق الأمر بالاستخدامات الصناعية ، مثل تلك التي تستخدمها القوات الجوية وناسا ، فإن نوعًا واحدًا فقط من المغناطيس يجعل الدرجة. وتسمى هذه المغناطيسات النادرة النادرة ، وهي مجموعة من المغناطيس الدائم القوي المصنوع من سبائك عناصر أرضية معينة. تقع هذه العناصر في فئة العناصر الأرضية النادرة (أو المعادن) ، وهي عبارة عن مجموعة من سبعة عشر عنصرًا في الجدول الدوري ؛ وهي scandium و yttrium و lanthanides الخمسة عشر. على الرغم من اسمها ، فإن العناصر الأرضية النادرة وفيرة جدًا في الواقع ، ولكن تم تسميتها بسبب خصائصها الجيوكيميائية ، إلا أنها نادرًا ما توجد في تركيزات قابلة للاستغلال اقتصاديًا.
العناصر الأرضية النادرة مغناطيسية ، مما يعني أنه مثل الحديد ، يمكن مغنطة. ومع ذلك ، لأن معظم العناصر الأرضية النادرة لها درجات حرارة منخفضة في كوري (درجة الحرارة التي تظهر فيها خصائص مغناطيسية) ، مما يعني أنها مغناطيسية فقط عند درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك ، فإن معظم المركبات تتكون من معادن انتقالية مثل الحديد والنيكل والكوبالت ، والتي لها درجات حرارة أعلى من كوري ، وبالتالي يمكن مزجها لتعزيز خصائصها المغناطيسية الطبيعية. هناك نوعان: مغناطيس نيوديميوم ومغناطيس سماريوم - كوبالت. الأول ، الذي تم اختراعه في الثمانينيات ، هو أقوى وأقوى نوع من المغناطيس الأرضي النادر ، وهو مصنوع من النيوديميوم والحديد والبورون (الصيغة الكيميائية: Nd2Fe14B). من ناحية أخرى ، فإن مغناطيس Samarium-cobalt (الصيغة الكيميائية: SmCo5) ، وهي أول عائلة من مغناطيس الأرض النادرة التي تم اختراعها ، أقل استخدامًا من مغناطيسات النيوديميوم بسبب تكلفتها العالية وضعف مجالها المغناطيسي. ومع ذلك ، فإن samarium-cobalt لديه درجة حرارة أعلى من كوري ، مما يخلق مكانة لهذه المغناطيس في التطبيقات حيث تكون هناك حاجة إلى قوة مجال عالية في درجات حرارة تشغيل أعلى.
عادةً ما تُستخدم مغناطيسات النيوديميوم في معظم محركات الأقراص الثابتة بالكمبيوتر ومجموعة متنوعة من مكبرات الصوت. لديهم أيضًا عدد من التطبيقات الطبية المهمة ، وليس أقلها يتضمن تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي (أو التصوير بالرنين المغناطيسي). وهي أيضًا جزء من آليات القيادة للمحركات الكهربائية والهجينة والمحركات المؤازرة والأدوات اللاسلكية وعناصر التحكم في التوجيه المعزز. يتم استخدام محركات Samarium-cobalt بشكل شائع في بناء القيثارات الكهربائية ومحركات سباقات Slotcar الراقية والآلات التوربينية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام العناصر الأرضية النادرة كمحفزات في صناعة تكسير البترول ولصنع معدات انبعاثات السيارات ، وقد يكون لها العديد من التطبيقات المستقبلية للتكنولوجيا الخضراء. يمكن أيضًا استخدام مغناطيس Samarium-cobalt في صنع أنظمة مبردة وذات درجة حرارة عالية للسفر إلى الفضاء في المستقبل.
في الأصل ، اقتصرت التكلفة العالية لهذه المغناطيسات على التطبيقات التي تتطلب الضغط مع قوة المجال العالية ، ولكن ابتداءً من التسعينيات ، أصبحت مغناطيسات الأرض النادرة أقل تكلفة بثبات ، والتكلفة المنخفضة ألهمت استخدامات جديدة (مثل الألعاب المغناطيسية الأطفال).
لقد كتبنا العديد من المقالات حول مغناطيس لمجلة الفضاء. إليك مقالة حول مكان شراء المغناطيس ، وإليك مقال حول ما يتكون المغناطيس.
إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول Rare Earth Magnets ، فراجع الصفحة الرئيسية لـ Rare Earth Magnetics ، وهنا رابط ويكيبيديا: Rare Earth Magnets.
لقد سجلنا أيضًا حلقة كاملة من علم الفلك المصبوب حول المغناطيسية. استمع هنا ، الحلقة 42: المغناطيسية في كل مكان.
مصادر:
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
