آهنربا
انوع آهنرباهای دائمی > آهنرباهای عناصر خاکی کمیاب

آهنرباهای دائمی قوی هستند که از آلیاژهای عناصر خاکی کمیاب ساخته می‌شوند. آنها که در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ ساخته شدند، قوی‌ترین نوع آهنرباهای دائمی هستند و میدان مغناطیسی آنها به‌طور قابل توجهی قویتر از انواع دیگر آهنربا مانند  فریتها یا آلنیکوها است. میدان مغناطیسی که به‌طور معمول توسط آهنرباهای خاکی کمیاب تولید می‌شود، می‌تواند بیش از ۱٫۴ تسلا باشد، در حالی که آهنرباهای فریتی یا سرامیکی به‌طور معمول دارای میدان‌های ۰٫۵ تا ۱ تسلا هستند.
عناصر خاکی کمیاب (لانتانیدها) دارای پوسته الکترونی f (که می‌تواند تا ۱۴ الکترون را در خود جای دهد) هستند که تا حدی اشغال شده‌است. چرخش این الکترون‌ها می‌تواند تراز شود، در نتیجه میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی ایجاد می‌شود، و بنابراین، این عناصر در آهنرباهای قدرتمند جمع و جور استفاده می‌شود که قیمت بالاتر آنها نگران کننده نیست. متداول‌ترین نوع آهنرباهای خاکی کمیاب آهنرباهای ساماریوم-کبالت و نئودیمیم-آهن-بور (NIB) هستند.
آهنرباهای ساماریم-کبالت این مواد جزء آلیاژهایی هستند که از ترکیب آهن یا کبالت و یک فلز خاکی کمیاب  مانند ساماریم تشکیل می‌شوند. در این میان دو ترکیب SmCo5 و Sm2Co17 به صورت تجاری تولید می‌شوند که با توجه به ترکیب درصدشان اولی را «سری ۱:۵» و دومی را «سری ۲:۱۷» می‌نامند. توان آهنربایی آن‌ها نسبت به آهنرباهای معمولی به طرز چشمگیری بالاتر است و علاوه بر آن وادارندگی بیشتری نیز دارند. این آهنرباها دمای کوری بالایی دارند و «سری ۲:۱۷» می‌تواند در دماهای بالا تا حداکثر ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد کارکند. مقاومت آن‌ها به خوردگی بسیار بالاست و نیازی به روکش یا آبکاری ندارند. از آهنرباهای ساماریم-کبالت در جاهایی استفاده می‌شود که نیاز به پایداری مغناطیسی با تغییر دما وجود دارد مانند موتورهای با کارایی بالا، یاتاقان‌های مغناطیسی، جداکننده‌های مغناطیسی و …. مشکل آن‌ها این است که ترد و شکننده هستند و در صورت ضربه خوردن یا افتادن می‌شکنند. همچنین ساماریم عنصری کمیاب و نسبتاً گران است و قیمت و منابع تولید کبالت نیز ثبات کافی ندارند. از این رو تهیهٔ این آهنرباها گران و مشکل است.
آهنرباهای نئودیمیمچند آهنربای دیسکی نئودیمیم که کره‌های فولادی بسیار سنگین‌تر از خود را نگه‌داشته‌انداین آهنرباها از آلیاژ سه عنصر نئودیمیم، آهن و بور ساخته می‌شوند و توان آهنربایی و وادارندگی‌شان از آهنرباهای ساماریم کبالت بالاتر است و در واقع قوی‌ترین آهنرباهای موجود در بازار هستند. در این دسته آلیاژها ترکیب Nd2Fe14B به صورت تجاری تولید می‌شود. با وجود قدرت بالا، مقاومتشان در برابر حرارت و خوردگی کمتر از آهنرباهای ساماریم-کبالت است. در موارد ضروری برای محافظت از این آهنرباها، آن‌ها را با موادی مانند طلا، نیکل، روی یا قلع آبکاری می‌کنند یا سطح‌شان را با رزین‌های اپوکسی می‌پوشانند. هر چند بهای آهنرباهای نئودیمیم نسبت به ساماریم-کبالت‌ها معقول‌تر است، اما در مجموع گرانقیمت محسوب می‌شوند. به همین دلیل فقط در مواردی از آن‌ها استفاده می‌شود که ایجاد میدان مغناطیسی قوی توسط آهنربای کم حجم ضروری است؛ مانند الکتروموتورهای دی سی وموتور خودروهای هیبریدی و انواع موتورهای کارسازی شده در ربات های جدی خطوط تولید.
ویلیام گیلبرت
دکتر ماساتو ساگاوا با استفاده از یک آهنرباهای نئودیمیم ۱ گرمی، بطری آبی به وزن ۱۹۰۰ گرم را نگه‌داشته‌است.
روند توسعهٔ آهنرباهای دائمی
میدان مغناطیسی آهنربای میله ای که با براده آهن روی کاغذ آشکار شده‌است. یک ورق کاغذ بالای آهنربا میله ای گذاشته شده و بر روی آن براده‌های آهن پاشیده می‌شود. براده‌های سوزنی با محور طولانی خود به موازات میدان مغناطیسی تراز می‌شوند. آنها در رشته‌های طولانی جمع می‌شوند و جهت خطوط میدان مغناطیسی را در هر نقطه نشان می‌دهند.
تصویربرداری میکروسکوپی از همسو شدن حوزه‌های مغناطیسی در فولاد آلیاژ شده با سیلیسیم تحت تأثیر میدان مغناطیسی خارجی.
جهت‌گیری کاتوره‌ای حوزه‌های مغناطیسی در ماده، باعث خنثی شدن متقابل میدان‌ها و صفر شدن مغناطش ماده می‌شود.
تغییر جهت دوقبی‌های مغناطیسی در دیوارهٔ بلوخ در بین دو حوزهٔ غیرهم‌جهت

حلقهٔ پسماند
آهنرباهای فریت
مجموعه‌ای از آهنرباهای آلنیکو در ۱۹۵۶. آهنربای «آلنیکو ۵» که در دوران جنگ جهانی دوم ساخته شد، منجر به تولید نسل جدید موتورهای الکتریکی و بلندگوها شد.