Magnes neodymowy (znany również jako NdFeB, NIB lub magnes Neo), najczęściej stosowany rodzaj magnesu ziem rzadkich, jest magnesem trwałym wykonanym ze stopu neodymu, żelaza i boru, tworząc tetragonalną strukturę krystaliczną Nd2Fe14B. Opracowane niezależnie w 1982 r. Przez General Motors i Sumitomo Special Metals, magnesy neodymowe są najsilniejszym typem magnesu trwałego dostępnego na rynku. Zastąpiły one inne rodzaje magnesów w wielu zastosowaniach w nowoczesnych produktach, które wymagają silnych magnesów trwałych, takich jak silniki w narzędziach bezprzewodowych, dyski twarde i łączniki magnetyczne.
Neodym jest metalem ferromagnetycznym (a dokładniej wykazuje właściwości antyferromagnetyczne), co oznacza, że podobnie jak żelazo można go namagnesować, aby stał się magnesem, ale jego temperatura Curie (temperatura, powyżej której jego ferromagnetyzm zanika) wynosi 19 K (-254 ° C ), więc w czystej postaci jego magnetyzm pojawia się tylko w skrajnie niskich temperaturach. Jednak związki neodymu z metalami przejściowymi, takimi jak żelazo, mogą mieć temperaturę Curie znacznie powyżej temperatury pokojowej, i są one wykorzystywane do wytwarzania magnesów neodymowych.
Siła magnesów neodymowych wynika z kilku czynników. Najważniejsze jest to, że tetragonalna struktura krystaliczna Nd 2 Fe 14 B ma wyjątkowo wysoką jednoosiową anizotropię magnetokrystaliczną ( H A ~ 7 T - siła pola magnetycznego H w jednostkach A / m względem momentu magnetycznego w A · m 2 ). Oznacza to, że kryształ materiału preferencyjnie magnesuje wzdłuż określonej osi kryształu, ale jest bardzo trudny do namagnesowania w innych kierunkach. Podobnie jak inne magnesy, stop magnesu neodymowego składa się z ziaren mikrokrystalicznych, które podczas produkcji są wyrównane w silnym polu magnetycznym, więc ich osie magnetyczne są skierowane w tym samym kierunku. Odporność sieci krystalicznej na zmianę kierunku namagnesowania daje związkowi bardzo dużą koercję lub odporność na demagnetyzację.
Atom neodymowy może również mieć duży moment dipolowy magnetyczny, ponieważ ma 4 niesparowane elektrony w swojej strukturze elektronowej, w przeciwieństwie do (średnio) 3 w żelazie. W magnesie to niesparowane elektrony, ustawione tak, że wirują w tym samym kierunku, co generuje pole magnetyczne. Daje to związkowi Nd 2 Fe 14 B magnetyzację o wysokim nasyceniu ( J s ~ 1,6 T lub 16 kG) i zazwyczaj 1,3 teslasu. Dlatego, ponieważ maksymalna gęstość energii jest proporcjonalna do Js 2 , ta faza magnetyczna ma potencjał do przechowywania dużych ilości energii magnetycznej ( BH max ~ 512 kJ / m 3 lub 64 MG · Oe). Ta wartość energii magnetycznej jest około 18 razy większa niż „zwykłe” magnesy objętościowo. Ta właściwość jest wyższa w stopach NdFeB niż w magnesach z kobaltem samarowym (SmCo), które były pierwszym rodzajem magnesu ziem rzadkich, który ma zostać skomercjalizowany. W praktyce właściwości magnetyczne magnesów neodymowych zależą od składu stopu, mikrostruktury i zastosowanej techniki wytwarzania.
Struktura krystaliczna Nd 2 Fe 14 B może być opisana jako naprzemienne warstwy atomów żelaza i związku neodymowo-borowego. Diamagnetyczne atomy boru nie przyczyniają się bezpośrednio do magnetyzmu, ale poprawiają spójność poprzez silne wiązanie kowalencyjne. Stosunkowo niska zawartość pierwiastków ziem rzadkich (12% objętości) i względna obfitość neodymu i żelaza w porównaniu z samarem i kobaltem sprawia, że magnesy neodymowe mają niższą cenę niż magnesy samarowo-kobaltowe.