En neodymmagnet (även känd som NdFeB, NIB eller Neo magnet), den mest använda typen av sällsynta jordartsmagnet, är en permanent magnet tillverkad av en legering av neodym, järn och bor för att bilda den Nd2Fe14B tetragonala kristallina strukturen. Neodymmagneter är utvecklade oberoende år 1982 av General Motors och Sumitomo Special Metals, den starkaste typen av permanentmagnet som är kommersiellt tillgänglig. De har bytt ut andra typer av magneter i många tillämpningar i moderna produkter som kräver starka permanentmagneter, till exempel motorer i trådlösa verktyg, hårddiskar och magnetiska fästorgan.
Neodym är en metall som är ferromagnetisk (mer specifikt visar den antiferromagnetiska egenskaper), vilket betyder att det som järn kan magnetiseras för att bli en magnet, men dess Curie temperatur (temperaturen över vilken ferromagnetismen försvinner) är 19 K (-254 ° C ), så i ren form uppträder dess magnetism endast vid extremt låga temperaturer. Emellertid kan föreningar av neodym med övergångsmetaller, såsom järn, ha Curie temperaturer långt över rumstemperatur, och dessa används för att göra neodymmagneter.
Styrkan av neodymmagneter beror på flera faktorer. Det viktigaste är att den tetragonala Nd 2 Fe 14 B kristallstrukturen har exceptionellt hög uniaxiell magnetokristallin anisotropi ( H A ~ 7 T - magnetfältstyrka H i enheter av A / m mot magnetiskt moment i A · m 2 ). Detta innebär att en kristall av materialet magnetiserar företrädesvis längs en specifik kristallaxel men är mycket svår att magnetisera i andra riktningar. Liksom andra magneter består neodymmagnagnetlegeringen av mikrokristallina korn som är inriktade i ett kraftfullt magnetfält under tillverkningen så att deras magnetiska axlar pekar i samma riktning. Kristallgitterets motstånd att vrida sin magnetiseringsriktning ger föreningen en mycket hög koercivitet eller motstånd mot att demagnetiseras.
Neodymatomen kan också ha ett stort magnetiskt dipolmoment eftersom det har 4 opparerade elektroner i sin elektronstruktur i motsats till (i genomsnitt) 3 i järn. I en magnet är det de unparerade elektronerna, så att de roterar i samma riktning, vilket genererar magnetfältet. Detta ger Nd 2 Fe 14 B-föreningen en högmättnadsmagnetisering ( J s ~ 1,6 T eller 16 kG) och typiskt 1,3 teslas. Eftersom den maximala energitätheten är proportionell mot J s 2 , har denna magnetfas potential att lagra stora mängder magnetisk energi ( BH max ~ 512 kJ / m 3 eller 64 MG · Oe). Detta magnetiska energivärde är cirka 18 gånger större än "vanliga" magneter i volym. Denna egenskap är högre i NdFeB-legeringar än i samarium kobolt (SmCo) magneter, som var den första typen av sällsynta jordartsmagnet som skulle kommersialiseras. I praktiken beror magnetiska egenskaper hos neodymmagneter på legeringskompositionen, mikrostrukturen och tillverkningstekniken som används.
Nd 2 Fe 14 B kristallstrukturen kan beskrivas som alternerande skikt av järnatomer och en neodym-borförening. De diamagnetiska boratomerna bidrar inte direkt till magnetismen men förbättrar sammanhållningen genom stark kovalent bindning. Den relativt låga sällsynta jordartsmängden (12 volymprocent) och den relativa överflöd av neodym och järn jämfört med samarium och kobolt gör neodymmagneterna lägre än samarium-koboltmagneter.