Imán de neodimio

Un imán de neodimio (también conocido como NdFeB, NIB o, en inglés: Neo magnet), es actualmente el tipo de imán más usado entre los que pertenecen a los imanes de elementos de las tierras raras.

Es un imán permanente fabricado de una aleación de neodimio, hierro y boro para formar Nd2Fe14B que tiene una estructura cristalina tetraédrica.

Fue desarrollado en 1982 por las compañías General Motors y Sumitomo Special Metals, los imanes de neodimio son el tipo más potente de imán que se puede encontrar en el comercio.

Han sustituido otros tipos de imanes en muchas aplicaciones en productos modernos que requieran imanes permanentes fuertes, como son los motores de herramientas sin cable eléctrico, discos duros de los ordenadores y las fijaciones magnéticas.

Producción

Iman de Neodimio

Hay dos sistemas principales de fabricación de imanes de neodimio:

  • Metalurgia en polvo clásica o sinterización
  • solidificación rápida

Los imanes de neodimio sintetizados se preparan fundiendo los materiales de partidas en un for, colocado en un molde y enfriado para formar lingotes.

Estos lingotes se pulverizan y se molturan para formar pequeñas partículas las que experimentan un proceso de sintetización en fase líquida en la que el polvo se alinea magnéticamente en bloques densos.

el año 2012 se produjeron, oficialmente, 50.000 toneladas de imanes de neodimio en China.

China produce más del 95% de los elementos de tierras raras del mundo y produce cerca del 76% de los imanes de tierras raras del mundo.

Los imanes de neodimio que se fabrican por el proceso de solidificación rápida se preparan aplicando el procedimiento de melt spinning a una fina banda de la aleación NdFeB.

Esta banda se pulveriza mezcladas con un polímero y por compresión o inyección se pone en imanes enlazados (en inglés: bonded magnets).

Los imanes enlazados ofrecen menor intensidad de flujo que los imanes sintetizados, pero se les puede dar formas intrincadas que son muy útiles en algunos casos, y no sufren pérdidas de corriente eddy significativa.

Algunas importantes propiedades utilizadas para comparar imanes permanentes son: la remanencia (Br), la coercitividad (HCI), el producto energía (BHmax), la densidad de la energía magnética y la temperatura de Curie (TC).

Los imanes de neodimio tienen alta remanencia, aún más alta coercitividad y producto energía, pero a menudo una temperatura de Curie más baja que otros tipos de imanes.

Se hace una aleación de neodimio con el terbio y el disprosio para conservar sus propiedades magnéticas a altas temperaturas.

La tabla de abajo compara el rendimiento magnético de los imanes de neodimio respecto otros tipos de imanes permanentes.

ImanBr (T)Hci (kA/m)BHmax (kJ/m3)TC (°C)
Nd2Fe14B (Sintetizado)1.0–1.4750–2000200–440310–400
Nd2Fe14B (Enlazado)0.6–0.7600–120060–100310–400
SmCo5 (Sintetizado)0.8–1.1600–2000120–200720
Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7 (Sintetizado)0.9–1.15450–1300150–240800
Alnico (Sintetizado)0.6–1.427510–88700–860
Sr-ferrita (Sintetizado)0.2–0.4100–30010–40450

Comparación de propiedades físicas del neodimio sintetizado e imanes de Sm-Co

PropiedadNeodimioSm-Co
Remanencia1–1.30.82–1.16
Coercitividad (MA/m)0.875–1.990.493–1.59
Permeabilidad relativa1.051.05
Coeficiente de temperatura de remanencia (%/K)−0.12−0.03
Coeficiente de temperatura de coercitividad (%/K)−0.55..–0.65−0.15..–0.30
Temperatura de Curie320800
Densidad (g/cm3)7.3–7.58.2–8.4
CTE, en dirección magnetizando (1/K)5.2×10−65.2×10−6
CTE, en dirección magnetizando normal (1/K)−0.8×10−611×10−6
Tensión flexiva  (N/mm2)250150
Tensión de compresión (N/mm2)1100800
Tensión tensora (N/mm2)7535
Dureza Vickers (HV)550–650500–550
Resistividad eléctrica (Ω·cm)(110–170)×10−686×10−6

Problemas de corrosión

El Nd2Fe14B sinterizado tiende a ser vulnerable a la corrosión. Por eso en muchos productos comerciales se añade una capa protectora, por ejemplo de níquel.

Cuidados y precauciones con los imánes de neodimio

Los cuidados deben ser tomados cuando se usa un imán de neodimio. Incluso un pequeño imán es capaz de destruir el contenido de un disco duro (HD), de un disquete, todos los medios magnéticos, de modo que las informaciones queden irrecuperables.

Estos imanes son normalmente suficientemente fuertes no sólo para magnetizar los colores de tensores y monitores a base de CRT, sino también para deformar físicamente partes del monitor.

Este tipo de daño es típicamente irreparable desmagnetizándolo apenas a través de su configuración.

Estos imanes siempre deben manipularse cuidadosamente. Algunos imanes que son ligeramente más grandes que una moneda de 25 centavos (antigua) son lo suficientemente fuertes para sostener más de 10 kg.

Ellos son peligrosos, siendo capaces de prensar la piel o dedos cuando atraídos por un objeto magnético. Los imanes son muy frágiles y pueden romperse a temperaturas superiores a 80 ° C (al pasar de 80 ° C él está sujeto a perder su fuerza magnética), o si están sujetos a impactos con otro imán, por ser hechos de “post” y chapas.

Cuando se rompen, puede ser tan rápido que los pedazos pueden volar y causar daño a los ojos. Los imanes de este tipo deben mantenerse alejados de aplicaciones eléctricas, tarjetas magnéticas y monitores, ya que el daño en ellos puede ser irreparable.

Peligros

La gran fuerza ejercida por imanes de tierras raras tiene algunos peligros, por ejemplo pueden llegar a romper los huesos humanos.

Si estos imanes llegan a romperse las partículas pueden hacer daño. Si se ingieren los imanes causan problemas gástricos o incluso la muerte.

El fuerte campo magnético que crean estos imanes pueden desmagnetizar la banda magnética de las tarjetas de crédito y estropear otros aparatos electrónicos.

Ahora, tu te estaras preguntando, que caraj* puede hacer un humano normal con semejante imán…

Diversion con un Super Imán de neodimio

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