O que são ímãs de neodímio?
Os ímãs de neodímio, também conhecidos como “ímãs de neodímio ferro boro”, ou mais especificamente “ímãs de terras raras”, são ímãs poderosos feitos de uma combinação de neodímio, ferro e boro (Nd2Fe14B), que foram desenvolvidos em paralelo na década de 1980, General Motores e Metais Especiais Sumitomo [2]. Sua força pode ser medida pelo seu produto máximo de energia em Mega Gauss-Oersted (MGOe) (1 MG Oe = 7,957 kJ/m³). Esta força varia de 12 a 15 para ímãs colados e de 24 a 54 para ímãs sinterizados.
Continue tentando aumentar essa energia até atingir um limite de cerca de 60. Um ímã com um produto de energia de 48 MGOe tem um campo magnético remanescente de 1,38 Tesla e um campo coercitivo (Hc) de 13.000 Oersteds (1 MA/m). Para obter a mesma força que os ímãs de neodímio usando ímãs de cerâmica, é necessário 18 vezes o volume de material em comparação com o neodímio.
Descoberta de ímãs de neodímio
Uma das motivações para o desenvolvimento deste ímã foi o pico da produção de petróleo dos EUA em 1971 e os subsequentes choques do preço do petróleo em 1973 e 1979. A aparente necessidade de encontrar alternativas ao petróleo no setor de transporte criou uma corrida para desenvolver motores elétricos mais leves, eficientes e potentes que exigiam ímãs melhores do que os disponíveis na época. Apesar de serem mecanicamente frágeis, os ímãs de neodímio possuem campos magnéticos residuais elevados e coercividade, e têm uma temperatura Curie mais baixa do que os ímãs de ferrite ou samário e cobalto [3]. Os ímãs de neodímio perdem gradualmente suas propriedades quando aquecidos, dificultando algumas aplicações, como a produção de energia eólica. No entanto, em 1986, pesquisadores chineses [4] descobriram que, substituindo parcialmente o neodímio por disprósio, um ímã mais resistente à temperatura poderia ser obtido.
Hoje, esses são os principais ímãs em turbinas eólicas de acionamento direto que não requerem caixa de engrenagens. Essa tecnologia permite a construção de turbinas eólicas maiores e mais altas. No entanto, cerca de 650 kg de ímãs (ou cerca de 200 kg de neodímio) são necessários para cada megawatt de energia eólica, razão pela qual pesquisadores de todo o mundo buscam desenvolver alternativas para reduzir o consumo de terras raras nesta aplicação.
Os ímãs de neodímio substituíram os ímãs de cobalto de samário em muitas aplicações, no entanto, os ímãs de cobalto de samário ainda são necessários quando esses dispositivos operam em temperaturas mais altas.
Os ímãs Nd2Fe14B são usados em muitos tipos de motores e discos rígidos e também são populares entre os espectadores. Pequenos ímãs podem ter propriedades incríveis – ao se aproximar de um material condutor, não magnético, ele exibe um “freio” devido à corrente induzida no condutor. Este efeito é bem demonstrado pela colocação de ímãs de Nd em tubos de cobre. Os ímãs estão caindo dos canos muito mais devagar que o normal. Um ímã normal interage com o campo magnético da Terra com força suficiente para se alinhar com os pólos, como uma bússola. Especialmente os ímãs cilíndricos e de disco respondem melhor. Quase todos os fones de ouvido produzidos usam ímãs de neodímio.
O Cuidado
Deve-se ter cuidado ao usar ímãs de neodímio. Mesmo um pequeno ímã pode destruir o conteúdo de discos rígidos (HDs), disquetes, todas as mídias magnéticas, tornando a informação irrecuperável. Esses ímãs geralmente são poderosos o suficiente não apenas para magnetizar tensores e a cor de telas baseadas em CRT, mas também para deformar fisicamente partes da tela. Esse tipo de dano geralmente não pode ser reparado simplesmente desmagnetizando-o através de sua configuração.
Esses ímãs devem sempre ser manuseados com cuidado. Alguns ímãs ligeiramente maiores que o quarto (antigo) são fortes o suficiente para suportar mais de 10 kg. Eles são perigosos e podem beliscar a pele ou os dedos quando atraídos por objetos magnéticos. Por serem feitos de “pó” e papel alumínio, os ímãs são muito frágeis e podem rachar em temperaturas acima de 80°C (e perder seu magnetismo acima de 80°C), ou se forem submetidos a impacto com outro ímã. Quando quebram, as peças podem voar rápido e causar danos aos olhos. Esses ímãs devem ser mantidos longe de aplicações elétricas, cartões magnéticos e displays, pois os danos a esses dispositivos podem ser irreparáveis.
