Nei moderni sistemi industriali, i magneti giocano un ruolo cruciale. Dai sensori in miniatura ai grandi motori, dai dispositivi medici alle applicazioni aerospaziali, i magneti sono onnipresenti. Tuttavia, con numerosi materiali magnetici disponibili, la selezione del tipo giusto per applicazioni specifiche è diventata una sfida significativa per ingegneri e progettisti.

In quanto materiali in grado di generare campi magnetici, i magneti svolgono funzioni essenziali in tutti i settori:

• Conversione di energia: Motori, generatori e trasformatori si basano sui magneti per la conversione dell'energia elettromagnetica.
• Trasmissione di informazioni: I dispositivi di registrazione e rilevamento magnetico utilizzano le proprietà magnetiche per l'archiviazione e il trasferimento dei dati.
• Controllo del movimento: La levitazione magnetica e le tecnologie di azionamento consentono un controllo preciso del movimento.
• Applicazioni mediche: Gli scanner MRI utilizzano potenti campi magnetici per l'imaging interno.
• Automazione industriale: Interruttori e sensori magnetici facilitano il rilevamento della posizione e il controllo dei limiti.

Caratteristiche: I magneti NdFeB rappresentano i magneti permanenti commerciali più potenti, con prodotti di energia magnetica che raggiungono i 30-52 MGOe. Combinano un'elevata coercitività intrinseca (10-35 kOe) con eccellenti prestazioni in termini di costi.

Applicazioni: Sistemi MRI, separatori magnetici, dispositivi audio, turbine eoliche, motori per veicoli elettrici e strumenti di precisione.

Limitazioni: Sensibilità alla temperatura superiore a 80°C, suscettibilità alla corrosione e fragilità che richiedono rivestimenti protettivi.

Caratteristiche: Questi magneti in lega dimostrano un'eccezionale stabilità termica (fino a 540°C), una resistenza superiore alla corrosione e un'elevata resistenza meccanica.

Applicazioni: Sensori ad alta temperatura, apparecchiature audio (pickup per chitarra, microfoni), strumentazione aerospaziale.

Limitazioni: Minore forza magnetica rispetto ai magneti a terre rare e suscettibilità alla smagnetizzazione.

Caratteristiche: Magneti in ossido economici con buona resistenza alla corrosione e alla smagnetizzazione, sebbene con proprietà magnetiche relativamente deboli.

Applicazioni: Guarnizioni per frigoriferi, sistemi di altoparlanti, magneti didattici e sensori a basso costo.

Limitazioni: Proprietà dei materiali fragili e sensibilità alla temperatura superiore a 100°C.

Caratteristiche: Magneti a terre rare ad alte prestazioni con eccezionale stabilità termica (-273°C a 350°C) e resistenza alla corrosione.

Applicazioni: Sistemi aerospaziali, utensili per perforazioni in pozzo, motori ad alta temperatura e strumenti di precisione.

Limitazioni: Elevati costi dei materiali e proprietà meccaniche fragili.

Caratteristiche: Materiali compositi flessibili che combinano polvere di ferrite con leganti in gomma, consentendo forme e dimensioni personalizzate.

Applicazioni: Guarnizioni per frigoriferi, prodotti didattici, display pubblicitari e soluzioni di montaggio flessibili.

Limitazioni: Debole forza magnetica e sensibilità alla temperatura.

• Remanenza (Br): Densità del flusso residuo dopo la magnetizzazione
• Coercitività (Hcb): Resistenza alla smagnetizzazione
• Coercitività intrinseca (Hcj): Resistenza intrinseca del materiale alla smagnetizzazione
• Prodotto di energia massimo (BHmax): Capacità di accumulo di energia magnetica di picco
• Temperatura di Curie (Tc): Limite termico per le proprietà magnetiche

La ricerca si concentra su nuove alternative alle terre rare (CeFeB, SmFeN), formulazioni a ridotto contenuto di terre rare e materiali nanocompositi per migliorare le prestazioni riducendo i costi.

Le tecniche avanzate di metallurgia delle polveri, i processi di solidificazione rapida e le nuove tecnologie di rivestimento mirano a migliorare le proprietà magnetiche e la durata.

La crescente adozione nei sistemi di energia rinnovabile (energia eolica, veicoli elettrici), nella robotica avanzata e nei dispositivi biomedici dimostra il ruolo tecnologico in espansione dei magneti.