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Imanes de tierras raras

1984
  • Karl J. Strnat (SmCo)
  • Masato Sagawa (NdFeB)
  • John Croat (NdFeB)
Pruebas de imanes de tierras raras en un laboratorio de física del estado sólido.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Tierras raras Los imanes son imanes permanentes fuertes hechos de aleaciones de rare-earth elements. Developed in the 1970s and 1980s, the most common types are neodymium magnets (NdFeB) and samarium–cobalt magnets (SmCo). They are the strongest type of permanent magnets made, producing significantly stronger magnetic fields than ferrite or alnico magnets, enabling miniaturization and improved performance in many tecnologías. Note: the term ‘rare-earth element’ is a historical misnomer. These elements are not exceptionally rare in the Earth’s crust. Cerium, the most abundant, is the 25th most abundant element, similar to copper. Even the least abundant stable tierras raras, El lutecio es casi 200 veces más común que el oro. La etiqueta de ‘raro’ surgió porque eran difíciles de separar.

The exceptional strength of rare-earth magnets stems from their unique crystalline structure and the properties of the rare-earth elements. The lanthanide elements, such as neodymium and samarium, possess high magnetic anisotropy. This means their crystal lattice has a preferred axis of magnetization, making it very difficult to change the direction of their magnetic moments once aligned. This property leads to a very high coercivity (resistance to demagnetization). The transition metals in the alloy, like iron or cobalt, contribute a very high magnetic saturation, meaning they can sustain a very strong magnetic field. The combination of high coercivity and high magnetic saturation results in a very high maximum energy product ([latex](BH)_{max}[/latex]), which is the primary figure of merit for permanent magnets.

Los imanes de samario-cobalto se desarrollaron a principios de la década de 1970 y presentan una temperatura de Curie más alta, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta temperatura. Los imanes de neodimio, desarrollados en 1984 de forma independiente por General Motors y Sumitomo Special Metals, son aún más resistentes, pero presentan una temperatura de Curie más baja, aunque las aleaciones modernas la han mejorado. El desarrollo de los imanes de tierras raras supuso un avance revolucionario en la ciencia de los materiales, ya que permitió la creación de motores eléctricos, generadores y otros dispositivos más pequeños, ligeros y potentes que antes eran imprácticos.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Física del estado sólido

Tipo

Dispositivo físico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • descubrimiento de elementos de tierras raras
  • desarrollo de técnicas de pulvimetalurgia y sinterización
  • comprensión del ferromagnetismo y la anisotropía magnética
  • Desarrollo de imanes de alnico y ferrita

Aplicaciones

  • unidades de disco duro (motores de bobina móvil)
  • motores de vehículos eléctricos
  • generadores de turbinas eólicas
  • auriculares y altavoces
  • escáneres de resonancia magnética
  • herramientas inalámbricas
  • cierres magnéticos y juguetes

Patentes:

  • US4496395
  • US4770723

Ideas para posibles innovaciones

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Related to: rare-earth magnet, neodymium magnet, ndfeb, samarium-cobalt, smco, permanent magnet, coercivity, magnetic anisotropy, energy product, materials science.

Contexto histórico

Imanes de tierras raras

1980
1980
1980
1984
1985
1986
1990
1975
1980
1980
1980
1984
1986
1986
1991

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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