Quanto sono forti i magneti delle terre rare?

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I magneti sono parte integrante di molte tecnologie ed apparecchi del 21° secolo.

Dai piccoli magneti da frigorifero che contengono elenchi di cose da fare a quelli potenti che creano campi magnetici per la generazione di elettricità dalle turbine eoliche, esistono molti tipi diversi di magneti.

I magneti più potenti del mondo, noti anche come magneti delle terre rare, sono realizzati legando alcuni elementi delle terre rare con altri materiali.

Ma quanto sono forti i magneti delle terre rare e cosa li rende così potenti?

L'infografica sopra utilizza i dati di First4Magnets per confrontare la forza dei magneti. Ma prima di considerare i magneti più potenti, è essenziale capire come misurare la forza magnetica.

Il prodotto energetico massimo, misurato in mega-gauss-oersteds (MGOe), è uno dei principali indicatori della forza magnetica. È una moltiplicazione di due misurazioni: la rimanenza di un magnete e la sua coercività.

Ogni magnete ha un grado, che in genere ne denota la forza. Ad esempio, un magnete al neodimio di grado N42 ha una forza di 42MGOe.

Per mettere in prospettiva la potenza di due gradi comuni di magneti in terre rare, ecco come si confronta la loro forza con i gradi comuni di altri magneti permanenti:

Nota: anche se il magnete al neodimio N42 viene utilizzato più comunemente, il magnete più potente disponibile è di grado N52.

Il neodimio e il samario, due dei 17 elementi delle terre rare, sono ferromagnetici, il che significa che hanno proprietà magnetiche intrinseche e possono essere magnetizzati. Questi metalli vengono prima estratti, raffinati e poi combinati con materiali come ferro, boro e/o cobalto per creare le leghe magnetiche più resistenti.

I magneti al neodimio sono tipicamente composti da un terzo di neodimio, insieme a ferro e boro. Parte del neodimio presente nei magneti può essere sostituito con il praseodimio, un altro materiale delle terre rare. Per questo motivo i magneti al neodimio sono conosciuti anche come magneti NdPr.

Grazie alla loro forza, i magneti al neodimio hanno trovato la loro strada in varie tecnologie, dai telefoni e laptop ai motori dei veicoli elettrici. Infatti, secondo Adamas Intelligence,90% di tutti i motori EV utilizzano magneti NdPr. Poiché questi magneti offrono anche una resistenza relativamente elevata pur essendo di dimensioni ridotte, sono anche la scelta predominante per le turbine eoliche, riducendone significativamente il peso.

I magneti in samario-cobalto mostrano un'eccezionale resistenza alle temperature estreme. Questi magneti possono funzionare a temperature fino a-270℃ fino a 350℃ e sono anche altamente resistenti alla corrosione. Di conseguenza, hanno importanti applicazioni in ambienti marini difficili e tecnologie con temperature operative elevate.

Le vendite globali di veicoli elettrici sono più che raddoppiate lo scorso anno, passando da circa 3 milioni di auto nel 2020 a6,6 milioninel 2021. Allo stesso modo, l’energia rinnovabile si sta espandendo a un ritmo record, con installazioni di capacità nel 2022 destinate a battere il record stabilito l’anno precedente.

Tenendo questo in mente, non sorprende che la domanda di magneti in terre rare sia destinata ad aumentare. Si prevede che il consumo di magneti al neodimio crescerà da oltre 100.000 tonnellate nel 2020 a300.000 tonnellateentro il 2035, con i veicoli elettrici e le turbine eoliche a guidare la crescita.

Tuttavia, la catena di approvvigionamento dei magneti al neodimio rimane una preoccupazione poiché la Cina controlla la maggior parte dell’estrazione, della raffinazione e della produzione di magneti a valle.

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