Dejando de lado los electroimanes, los imanes de neodimio son los más fuertes del mundo. Su poder adhesivo es muy alto incluso con versiones pequeñas y nunca debe subestimarse. Los imanes de ferrita no se acercan a esta fuerza. Pero, ¿Qué son los imanes de neodimio y cómo se fabrican realmente estos superimanes? Puedes leer más sobre esto en esta guía.
¿De qué está hecho el imán de neodimio?
La producción de potentes imanes de neodimio se lleva a cabo en varios pasos consecutivos. Como su nombre indica, están hechos de neodimio, entre otras cosas. Esta sustancia pertenece a las llamadas tierras raras y se asigna a los lantánidos.
En la naturaleza, el metal solo se encuentra en compuestos químicos, principalmente junto con minerales. Para transportar la sustancia y separarla de las otras sustancias asociadas, es necesaria la extracción, por ejemplo, en un horno de electrólisis. El neodimio obtenido es uno de los tres materiales básicos para la producción de imanes de neodimio.
En el siguiente paso, se debe producir una aleación de neodimio, hierro y boro (en química: NdFeB). Las telas se pesan y luego se colocan en un horno de inducción al vacío. Cada fabricante de imanes confía en su propia receta y añade otros elementos como el cobalto o el cobre a los materiales básicos.
Con estas adiciones, los imanes pueden terminar adquiriendo propiedades adicionales, como la resistencia a la corrosión. Las sustancias mezcladas se fusionan en el horno. La aleación resultante se coloca luego en moldes. Dependiendo de la composición, la calidad de los imanes de neodimio varía después de la fabricación.
Las formas resultantes se muelen directamente de nuevo o se fragilizan y se llevan a un tamaño de grano de aproximadamente tres micrómetros. El polvo fino ya ha sido prensado y compactado varias veces utilizando diferentes técnicas. Al final, queda el llamado cuerpo verde, que tiene un efecto magnético muy bajo y tiene una consistencia quebradiza.
El último paso de fabricación es la sinterización. En este proceso, la aleación se compacta y se cuece tanto a alta presión como a altas temperaturas. Esto crea la forma final de los imanes. Después de este proceso, los espacios en blanco finalmente se enfrían lentamente. Varias reacciones químicas aseguran que el imán consista en una estructura cristalina especial que es particularmente beneficiosa para la magnetización posterior.
El tratamiento de la superficie convierte un espacio en blanco en un imán.
Los imanes enfriados están técnicamente terminados después de la sinterización, pero aún no se ven de muy alta calidad. Son necesarios dos pasos adicionales para terminar las superficies de los imanes de neodimio después de la fabricación. Primero, se lijan para eliminar las asperezas y los golpes. El material todavía se puede llevar al tamaño deseado de acuerdo con las tolerancias especificadas.
Si el imán tiene las dimensiones adecuadas, las superficies deben sellarse con una capa protectora. Para este paso, el material debe estar completamente limpio y seco. Hay muchos recubrimientos magnéticos diferentes para la fabricación de imanes de neodimio. El revestimiento más comúnmente utilizado es un revestimiento de Ni-Cu-Ni, que es una composición de níquel-cobre-níquel. Otros recubrimientos posibles son:
- Chapado en oro (Ni-Cu-Ni-Au)
- Cromo (Ni-Cu-Ni-Cr)
- Cobre (Ni-Cu)
- Resina Epoxi (Ni-Cu-Ni-Epoxi)
- zinc (Zn)
Ahora solo falta la magnetización real. Este proceso de producción de imanes de neodimio se implementa con una bobina magnética cuya fuerza magnética es al menos tres veces mayor que la fuerza deseada de los nuevos imanes. La carga con imanes debe fijarse mucho antes de que comience el proceso, de lo contrario, se repelerán o atraerán inmediatamente después de la magnetización. La bobina envía un pulso de magnetización a los imanes en bruto, lo que hace que los cristales del interior se realineen. A partir de este momento, los espacios en blanco están permanentemente magnetizados.
¿Por qué los imanes de neodimio son tan fuertes?
Los imanes de neodimio también se denominan a menudo super imanes. En comparación con los imanes de ferrita , son mucho más atractivos. Algunos de ellos sostienen seiscientas veces su propio peso. La densidad de energía se da en kilojulios por metro cúbico (kJ/m3). Se puede usar un ejemplo numérico para ilustrar la diferencia entre los imanes de ferrita y los de neodimio: los imanes de ferrita normalmente tienen una densidad de energía de aproximadamente 30 kJ/m3. Los imanes de neodimio, por otro lado, tienen una densidad de energía máxima que es casi veinte veces mayor, es decir, aproximadamente 500 kJ/m3.
Estos no suelen ser utilizados en el sector privado, sino preferentemente en la industria o áreas de trabajo similares. La razón de su enorme poder adhesivo radica en el compuesto químico y la estructura cristalina. Esto tiene una gran anisotropía y, al mismo tiempo, intensidades de campo coercitivas extremadamente altas.
¿Qué tan peligrosos son los super imanes de neodimio?
El uso de imanes de neodimio siempre debe estar bien pensado. Su fuerza adhesiva extremadamente alta puede provocar hematomas graves, contusiones o incluso huesos rotos si se maneja sin cuidado. Los metales a menudo tienen bordes duros que pueden lesionar la piel si se manipulan incorrectamente. Por lo tanto, debe usar guantes acolchados para todas las aplicaciones de imanes.
Al unir dos imanes, también debe tener en cuenta que se atraen desde cierta distancia y pueden surgir situaciones peligrosas inesperadas. La aleación de neodimio es frágil en este estado. Debido a las altas fuerzas, las virutas de metal pueden desprenderse de los imanes si el material golpea y, por lo tanto, también dañan la piel.
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