Nam châm tạo ra một lực ở khoảng cách xa hút hoặc đẩy các hạt tích điện, dòng điện và các nam châm khác. Chúng rất cần thiết cho việc tạo ra năng lượng điện, cho động cơ và máy phát điện và nhiều thiết bị cơ điện tiết kiệm sức lao động, để lưu trữ và ghi thông tin cũng như nhiều ứng dụng chuyên dụng như đệm kín trên cửa tủ lạnh. Nam châm được làm bằng nhiều vật liệu khác nhau bao gồm sắt, niken, coban, neodymium và gadolinium (kim loại đất hiếm) và thường được tìm thấy dưới dạng đá nam châm tự nhiên hoặc từ tính trong quặng sắt, ferrite trong gốm sứ và một số hợp kim của các kim loại này và vật liệu đất hiếm tổng hợp bari ferit.
Các nam châm mạnh nhất được tạo ra từ các kim loại đất hiếm như neodymium, samarium và coban. Chúng được gọi là nam châm vĩnh cửu vì chúng giữ được đặc tính từ tính trong thời gian dài và có thể chịu được nhiệt độ cao.
Những nam châm này được sản xuất bởi một loạt các bước phức tạp bao gồm thiêu kết, ủ, mài và đánh bóng nguyên liệu thô. MỘT Tất cả các quá trình này phải được theo dõi cẩn thận để đảm bảo rằng thành phần hóa học và tính chất vật lý vẫn ổn định và nhất quán. Điều này rất quan trọng vì nếu chất lượng từ tính và không từ tính bị tổn hại, nó có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của thành phẩm.
Nam châm Samarium-coban (SmCo), được giới thiệu vào những năm 1970, là nam châm đất hiếm đầu tiên được bán trên thị trường và ban đầu được xếp hạng tương tự như nam châm neodymium về độ bền, nhưng có xếp hạng nhiệt độ tốt hơn và lực kháng từ cao hơn (khả năng chống khử từ). Chúng có thể chịu được nhiệt độ xuống tới -273 độ C, gần bằng độ không tuyệt đối và chúng cũng cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.
Ngoài những lợi ích này, nam châm samarium-coban có một số lợi thế so với nam châm neodymium bao gồm chi phí thấp hơn và kích thước nhỏ hơn. Các thuộc tính này làm cho nam châm SmCo trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng yêu cầu nhiệt độ hoạt động cao. Chúng được sử dụng trong máy phát điện, động cơ, máy bơm, khớp nối và cảm biến trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, quân sự, hàng hải và thực phẩm và sản xuất.
Lực hút từ tính của những nam châm này được tạo ra bởi thực tế là các spin electron chưa ghép cặp của chúng được định hướng theo cách mà chúng tự sắp xếp với nhau. Đây là quá trình từ hóa và hiện tượng này xảy ra ở mọi chất sắt từ như thép, nhôm, đồng và một số hợp kim của các kim loại này. Các oxit sắt trong đá nam châm và từ tính có từ tính tự nhiên (và tương đối yếu) giống như boron sắt neodymium trong cần cẩu bãi phế liệu, máy gia tốc hạt và các cấu hình nam châm mạnh khác như nam châm bốn cực để tập trung các chùm hạt.
Nam châm cũng có thể được sản xuất nhân tạo bằng cách lắp ráp đúng sự kết hợp của sắt và các nguyên tố khác. Ví dụ, các hợp kim sắt-coban có thể được rèn để tạo ra những nam châm nhỏ gọn và cực mạnh. Một số ứng dụng công nghiệp sử dụng công nghệ này, nhưng ứng dụng nổi bật nhất của nam châm là trong việc nâng và đẩy tàu hỏa, được gọi là tàu đệm từ, vận hành bằng cách sử dụng từ trường xung để bay lên và đẩy chúng qua đường ray mà không chạm vào đường ray và tạo ra ma sát cơ học hoặc tiếng ồn. Các nguyên tắc tương tự có thể được áp dụng cho lực đẩy của các phương tiện không gian để giúp chúng đạt được quỹ đạo mà không cần tên lửa đẩy.
Các nhà sản xuất khớp nối nam châm vĩnh cửu
