محتويات
مغناطيس النوديميوم
هو أحد أنواع المغانط المسماة بمغانط الأرض النادرة، وهو الأكثر شيوعاً بالاستخدام بينها، وهو مغناطيس يتمتع بقوة مغناطيسية دائمة، ويتميز بإعطاء أعلى مجال مغناطيسي مقارنة مع الأنواع الأخرى، وله القدرة على جذب أجسام له تزيد عن وزنه بآلاف المرات، ويصنع من سبائك تضم ثلاثة عناصر هي النوديميوم والحديد والبورون وله التركيب الكيميائي Nd2Fe14B.
تم تطوير هذا النوع من المغانط في السبعينيات من القرن العشرين الميلادي. وهذا الاختراع يعود لشركتي جنرال موتور وشركة سوميتومو للمعادن الخاصة، علما بأن الشركتين لم تعملا معاً، ولكل منها أسلوبهما الخاص في صناعة هذه المغانط، وتحتل الصين اليوم المرتبة الأولى في صناعة هذه المغانط، وتغطي الاحتياجات العالمية منها بنسبة تزيد عن 90%.
التركيب
سبائك مصنعة من ثلاث عناصر أساسية وهي النوديميوم والحديد والبورون ولها التركيب الكيميائي Nd2Fe14B. أما التركيب البلوري فذو نظام رباعي منتظم، وهذا التركيب يساعد في الحفاظ على مغناطيسية البلورات، ويزيد من إشباع السبائك بالطاقة المغناطيسية، وقوة هذا المغناطيس تعتمد على المكونات والتركيب الذري وطريقة التصنيع والشكل النهائي للمغناطيس.
كيفية الإعداد للسبائك
هناك طريقتان رئيسيتان في صناعة مغناطيس النوديميوم:
- الأولى: تتم بصهر المعادن، وعند ذوبانها تسكب في قوالب، وتترك لتبرد وتشكل سبائك، بعدها يتم سحقها وتحويلها إلى بودرة، تاخد بودرة السبيكة وتضغط أو يتم تسخينها لدرجة حرارة أقل من درجة الانصهار وذلك لتشكيل كتل صلبة، بعدها يتم معالجة الكتل حرارياً ويتم بعدها إعطاءها الشكل المطلوب والسطح يعالج مرة أخرى وتمغنط السبيكة، وما يميز هذه الطريقة هي أن القوى المغناطيسية للسبيكة تكون عالية، وهذا ما يجعلها مناسبة في مجال صناعة الإلكترونيات والصناعات الفضائية والصناعات الطبية.
- الثانية: تعتمد طريقة التبريد السريع للسبيكة بعد صهر المادة في الفرن، يتم سكبها فوق عجل دوار يحتوي على أنابيب يجري بها ماء أو سوائل أخرى للتبريد (السوائل معزولة عن السبيكة ولا تختلط بها)، لدى ملامسة المصهور للعجل يبرد مباشرة مكوناً رقاقات معدنية، تتميز هذه الرقاقات بالعشوائية وعدم انتظام البلورات فيها (في مقياس النانو لتركيب المادة)، تأخذ هذه الرقاقات ويتم سحقها ودمجها مع بوليمرات، وبعدها يتم إما كبس المواد أو حقنها في قوالب وتشكيل المغانط، والإنتاج هنا أسهل وأقل كلفة من الطريقة الأولى ويمكن إنتاج أشكال معقدة بهذه الطريقة لا يمكن إنتاجها بالطريقة الأولى وهذا يجعلها أنسب للاستخدام في المجالات الصناعية.
التطبيقات العملية
الاستخدامات لهذه الأنواع من المغانط لا يمكن حصرها، وتكاد تدخل في جميع المجلات من مجال إنتاج الإلكترونيات وإنتاج المعدات الصناعية وإنتاج المحركات والأجهزة الطبية والصناعات العسكرية وحتى في صناعة ألعاب الأطفال وصناعة المجوهرات، وغيرها الكثير.
السلبيات
مع وجود مميزات لاستخدام هذا النوع من المغانط، كونها تعطي مجالاً وقوة مغناطيسية دائمة وعالية ، إلّا أنّ لها بعض السلبيات: تتمثل بفقدانها شيئاً من قوتها المعناطيسية عند درجات الحرارة التي تزيد عن 80 درجة مئوية، وتفقد القدرة نهائياً عند درجات الحرارة التي تزيد عن 350 درجة مئوية، وهذا النوع من المغانط يعتبر هشاً وعرضة للتاكل، وهشاشته تزداد مع ارتفاع درجات الحرارة، لهذا يتم حمايتها بطبقة من مادة النيكل.
المخاطر على صحة الإنسان
- يؤثر مباشرة على الجهاز التنفسي أو الهضمي في حال تم بلعه، وفي حال تم بلع أكثر من قطعة قد تنجذب لبعضها محدثة إغلاقاً تاماً للمرئ أو الجهاز التنفسي.
- قطعة صغيرة منه مقدرة بـ ا سم3 في حال سقوطها على جسم الإنسان بسبب انجاذبها لجسم أو مغناطيس آخر قد تحدث جروحاً ورضوضاً قوية لجسم الإنسان، أما إذا كانت القطعة أكبر من ذلك قد تحدث تهشماً كاملاً في عظم الإنسان لأن قوة اندفاعها تكون عالية جداً.
