Magnet neodimium

Magnet neodimium (juga dikenal sebagai magnet NdFeB, NIB atau Neo) adalah jenis magnet tanah jarang yang paling banyak digunakan. Magnet ini adalah magnet permanen yang terbuat dari paduan neodimium, besi, dan boron untuk membentuk struktur kristal tetragonal Nd₂Fe₁₄B. Dikembangkan secara independen pada tahun 1982 oleh General Motors dan Sumitomo Special Metals, magnet neodimium adalah jenis magnet permanen terkuat yang tersedia secara komersial. Karena proses pembuatan yang berbeda, mereka juga dibagi menjadi dua subkategori, yaitu magnet NdFeB yang disinter dan magnet NdFeB yang terikat. Magnet neodimium telah mengganti jenis magnet lain dalam banyak aplikasi dalam produk modern yang membutuhkan magnet permanen yang kuat, seperti motor pada alat nirkabel, cakram keras, dan pengencang magnetik.

Magnet neodimium berlapis nikel pada braket dari cakram keras

Kubus magnet neodimium berlapis nikel

Deskripsi

Neodimium adalah logam yang bersifat feromagnetik (lebih khusus menunjukkan sifat antiferromagnetik), yang berarti layaknya besi, ia dapat dimagnetisasi untuk menjadi magnet, tetapi suhu Curie-nya (suhu di mana ferromagnetismenya menghilang) adalah 19 K (−254,2 °C; −425,5 °F), jadi dalam bentuk murni magnetnya hanya muncul pada suhu yang sangat rendah. Namun, senyawa neodimium dengan logam transisi seperti besi dapat memiliki suhu Curie jauh di atas suhu kamar, dan ini digunakan untuk membuat magnet neodimium.

Struktur kristal Nd₂Fe₁₄B dapat digambarkan sebagai lapisan bergantian dari atom besi dan senyawa neodimium-boron. Atom boron diamagnetik tidak berkontribusi langsung pada magnetisme, tetapi meningkatkan kohesi dengan ikatan kovalen yang kuat. Kandungan tanah jarang yang relatif rendah (12% dari volume total magnet) dan kelimpahan relatif neodimium dan besi dibandingkan dengan samarium dan kobalt membuat harga magnet neodimium lebih rendah daripada magnet samarium kobalt.

Sejarah

General Motors (GM) dan Sumitomo Special Metals secara independen menemukan senyawa Nd₂Fe₁₄B hampir secara bersamaan pada tahun 1984. Penelitian ini awalnya didorong oleh tingginya biaya bahan baku magnet permanen SmCo, yang telah dikembangkan sebelumnya. GM difokuskan pada pengembangan magnet pintal leleh nanokristalin Nd₂Fe₁₄B, sementara Sumitomo mengembangkan magnet sinter Nd₂Fe₁₄B.

GM mengkomersilkan penemuan bubuk Neodimium isotropik, magnet neodimium terikat, dan proses produksi terkait dengan mendirikan Magnequench pada tahun 1986 (Magnequench sejak saat itu menjadi bagian dari Neo Material Technology, Inc., yang kemudian digabung menjadi Molycorp). Perusahaan ini memasok bubuk pintal leleh Nd₂Fe₁₄B kepada produsen magnet terikat.

Fasilitas Sumitomo menjadi bagian dari Hitachi Corporation, dan telah memproduksi dan juga melisensikan perusahaan lain untuk memproduksi magnet Nd₂Fe₁₄B yang disinter. Hitachi telah memegang lebih dari 600 paten yang mencakup magnet neodimium.

Pabrikan di Tiongkok telah menjadi kekuatan dominan dalam produksi magnet neodimium, berdasarkan kontrol mereka terhadap banyak sumber tambang tanah jarang di dunia.

Kementerian Energi Amerika Serikat telah mengidentifikasi kebutuhan untuk menemukan pengganti logam tanah jarang dalam teknologi magnet permanen, dan telah mendanai penelitian tersebut. Advanced Research Projects Agency-Energy telah mensponsori program Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT) untuk mengembangkan bahan alternatif. Pada tahun 2011, ARPA-E memberikan hadiah 31,6 juta dolar untuk mendanai proyek Rare-Earth Substitute.

Lihat pula

• Magnet tanah jarang
• Magnet samarium kobalt

Referensi

1. . The Magnetic Matters Blog. Adams Magnetic Products. October 5, 2012. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-03-26. Diakses tanggal October 12, 2012. 
2. Fraden, Jacob (2010). Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications, 4th Ed. USA: Springer. hlm. 73. ISBN 978-1441964656. 
3. Lucas, Jacques; Lucas, Pierre; Le Mercier, Thierry; et al. (2014). Rare Earths: Science, Technology, Production and Use. Elsevier. hlm. 224–225. ISBN 978-0444627445. 
4. M. Sagawa; S. Fujimura; N. Togawa; H. Yamamoto; Y. Matsuura (1984). "New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe (invited)". Journal of Applied Physics. 55 (6): 2083. Bibcode:1984JAP....55.2083S. doi:10.1063/1.333572. 
5. J. J. Croat; J. F. Herbst; R. W. Lee; F. E. Pinkerton (1984). "Pr‐Fe and Nd‐Fe‐based materials: A new class of high‐performance permanent magnets (invited)". Journal of Applied Physics. 55 (6): 2078. doi:10.1063/1.333571. 
6. "What are neodymium magnets?". wiseGEEK website. Conjecture Corp. 2011. Diakses tanggal October 12, 2012. 
7. Sintered NdFeB Magnets, What are Sintered NdFeB Magnets?
8. Bonded NdFeB Magnets, What are Bonded NdFeB Magnets?
9. Chikazumi, Soshin (2009). Physics of Ferromagnetism, 2nd Ed. OUP Oxford. hlm. 187. ISBN 978-0191569852. 
10. Lucas, Jacques; Lucas, Pierre; Le Mercier, Thierry; et al. (2014). Rare Earths: Science, Technology, Production and Use. Elsevier. hlm. 224–225. ISBN 978-0444627445. 
11. Lucas, Jacques; Lucas, Pierre; Le Mercier, Thierry; et al. (2014). Rare Earths: Science, Technology, Production and Use. Elsevier. hlm. 224–225. ISBN 978-0444627445. 
12. Chu, Steven. Critical Materials Strategy United States Department of Energy, December 2011. Accessed: 23 December 2011.
13. Peter Robison & Gopal Ratnam (29 September 2010). "Pentagon Loses Control of Bombs to China Metal Monopoly". Bloomberg News. Diakses tanggal 24 March 2014. 
14. . ARPA-E. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2013-10-10. Diakses tanggal 23 April 2013.