самарий кобальт магниты представляют собой разновидность редкоземельных магнитов. Содержание сплава варьируется от примерно 25% до 36% самария по весу. Эти постоянные сильные магниты особенно полезны для высокотемпературных применений.
Термин редкоземельные элементы относится не к нехватке минералов в земной коре, а к относительно низкой концентрации интересующие атомы в месторождениях редкоземельных полезных ископаемых. Поскольку они менее концентрированы, извлечение этих соединений, как правило, является более дорогостоящим. Некоторые редкоземельные минералы проявляют постоянный магнетизм, например железо и соединения железа. Магниты, изготовленные из редкоземельных минералов, превосходят магниты на основе железа тем, что их магнитная сила сильнее. Меньшие детали можно изготовить с тем же магнитным полем из редкоземельных минералов.
Магнетизм возникает из-за небольшого распределения суммарного заряда, которое не равно нулю. На атомном и субатомном уровнях самое низкое, наиболее стабильное энергетическое состояние электронов и других заряженных частиц находится в орбитальном или другом движении, которое не является геометрически симметричным. Этой характеристики смещения от центра достаточно, чтобы ее притягивал магнитный полюс Земли. В случае с магнитным магнитом, встречающимся в природе магнитным минералом, магнетизм появился, когда порода остыла из состояния расплавленной лавы, что дало атомам время, чтобы выровняться с магнитным полем Земли, прежде чем они замерзнут в твердую породу.
Магнитные материалы имеют верхний температурный предел, температуру Кюри, выше которой материал уже не ограничен на атомном или молекулярном уровне. Самарий-кобальтовые магниты уступают по силе только неодимовым магнитам, но могут использоваться при более высоких температурах. Температуры Кюри самариево-кобальтовых магнитов составляют от 1100°F до 1300°F (от 600°C до 710°C) с благоприятным рабочим диапазоном от 500°F до 1000°F (от 250°C до 550°C).
Сила магнитов обычно измеряется в энергетических продуктах с единицами мегагаусс-эрстед, или MGOe. Теоретический предел составляет 34MGOe. Самарий-кобальтовые магниты варьируются от 16 до 32 MGOe. Хотя они обладают очень высокой магнитной силой, они чрезвычайно хрупкие и склонны к поломке и сколам. Даже обработка сложна, поэтому машинная обработка алмазными режущими инструментами является высококвалифицированной операцией.
Сплавы, используемые в самариево-кобальтовых магнитах, бывают двух типов. Первая известна как серия 1:5 с соотношением одного атома самария к пяти атомам кобальта. Их магнитная сила колеблется от 16 до 25 MGOe. Серия 2:17 обозначает спектр соединений с соотношением примерно два самария к 17 атомам кобальта. Некоторые атомы кобальта могут быть заменены атомами других переходных металлов, таких как железо и медь. Магнитная прочность этих сплавов составляет от 20 до 32 МГОЭ.
Магниты из самария-кобальта изготавливаются с помощью различных стадий спекания и прессования. Спекание сплавляет вместе мелкие частицы самарий-кобальтовых материалов. Операции прессования могут включать штамповку с давлением, прикладываемым с одного направления, или изотатическое прессование в резиновых формах, когда давление прикладывается во всех направлениях. Компромиссы между допусками, температурой Кюри и магнитной силой делаются в производственных процессах.