Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB), reconocidos por sus excepcionales propiedades magnéticas, han dominado tradicionalmente industrias como la automotriz, la electrónica y las energías renovables. Sin embargo, sus aplicaciones potenciales se extienden mucho más allá de estos ámbitos convencionales. Este artículo explora dos fronteras emergentes: la computación cuántica y la exploración espacial. En la computación cuántica, los imanes de NdFeB son fundamentales para estabilizar cúbits y proteger los circuitos superconductores de interferencias electromagnéticas, lo que permite tiempos de coherencia más largos y operaciones cuánticas más fiables. En la exploración espacial, su alta densidad de flujo magnético y su tamaño compacto los hacen ideales para simular entornos de microgravedad, mantener la salud de los astronautas y alimentar sistemas de propulsión avanzados. Mediante el análisis de avances recientes y casos prácticos, este artículo destaca el papel transformador de los imanes de NdFeB en estos campos de vanguardia.

Abstracto Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB), reconocidos por sus excepcionales propiedades magnéticas, son fundamentales en tecnologías modernas que abarcan desde vehículos eléctricos hasta turbinas eólicas. La optimización de su composición química —un delicado equilibrio de neodimio (Nd), hierro (Fe), boro (B) y aditivos de tierras raras como el disprosio (Dy)— es crucial para mejorar el rendimiento y, al mismo tiempo, reducir los costos y el impacto ambiental. Los métodos tradicionales de ensayo y error para el desarrollo de fórmulas requieren mucho tiempo y recursos. Este artículo explora cómo el aprendizaje automático (AA), piedra angular de la informática de materiales, puede revolucionar la predicción de nuevas fórmulas para imanes de NdFeB mediante la integración de datos multiescala, técnicas avanzadas de modelado y marcos de interpretabilidad. Analizamos los desafíos, las metodologías y los avances recientes en este campo, culminando en una hoja de ruta para el descubrimiento de materiales impulsado por el AA.

1. Introducción Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB) son los imanes permanentes más potentes disponibles y se utilizan ampliamente en vehículos eléctricos, turbinas eólicas y motores de alto rendimiento. Sus excepcionales propiedades magnéticas se deben a su microestructura única, en particular a la alineación e interacción de los dominios magnéticos (regiones donde los momentos magnéticos atómicos están orientados uniformemente). Sin embargo, las paredes de dominio (límites entre dominios) y los defectos pueden provocar pérdidas de energía, lo que reduce la coercitividad (resistencia a la desmagnetización) y la remanencia (magnetización residual).
La regulación microscópica de las estructuras de dominio —mediante la ingeniería de límites de grano, la adición de dopantes, la gestión de tensiones y técnicas avanzadas de procesamiento— puede mejorar significativamente el rendimiento de los imanes. Este artículo explora cómo estas estrategias optimizan la dinámica de dominio para lograr mayor coercitividad, remanencia y producto energético (BH)máx., lo que permite aplicaciones de nueva generación.

1. Introducción Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB) son los imanes permanentes más potentes disponibles y se utilizan ampliamente en vehículos eléctricos, turbinas eólicas y electrónica de consumo. Sin embargo, su producción depende de tierras raras (TER), como el neodimio y el disprosio, cuya extracción genera una importante contaminación ambiental. El reciclaje de los imanes de NdFeB desechados es fundamental para reducir la dependencia de la minería primaria, conservar recursos y mitigar el daño ambiental. Este artículo explora métodos de reciclaje eficientes y evalúa si los imanes reciclados pueden alcanzar propiedades magnéticas comparables a las de los materiales vírgenes.

1. Introducción Los imanes de neodimio (NdFeB) son indispensables en las energías renovables, los vehículos eléctricos y la electrónica gracias a su inigualable fuerza magnética. Sin embargo, su producción se ve afectada por graves impactos ambientales, principalmente debido a la minería de tierras raras (REE) y la eliminación de residuos. Este artículo describe un marco integral para mitigar estos problemas mediante prácticas mineras sostenibles, tecnologías de producción más limpias y sistemas eficientes de gestión de residuos.

1. Introducción Los imanes de neodimio, compuestos principalmente de neodimio-hierro-boro (NdFeB), son los imanes permanentes más potentes disponibles, con aplicaciones que abarcan motores eléctricos, dispositivos médicos, energías renovables y electrónica de consumo. Sin embargo, sus excepcionales propiedades magnéticas conllevan vulnerabilidades inherentes a factores ambientales estresantes como las altas temperaturas y los impactos mecánicos. Este artículo explora los mecanismos de rotura en estas condiciones y proporciona directrices detalladas para la manipulación segura del polvo magnético roto y así mitigar los riesgos.

Abstracto La demanda mundial de imanes permanentes de tierras raras, en particular los de neodimio-hierro-boro (NdFeB), ha aumentado debido a sus excepcionales propiedades magnéticas, cruciales para aplicaciones en vehículos eléctricos, turbinas eólicas y electrónica de consumo. Sin embargo, las vulnerabilidades de la cadena de suministro y las preocupaciones ambientales asociadas con los elementos de tierras raras han impulsado la investigación intensiva en alternativas no basadas en tierras raras. Entre estas, los compuestos de hierro-nitrógeno (Fe-N), en particular α"-Fe₁₆N₂ y Sm₂Fe₁₇Nₓ (samario-hierro-nitrógeno, o Sm-Fe-N), se han convertido en candidatos prometedores. Este artículo revisa los últimos avances en la investigación sobre compuestos de Fe-N, evalúa sus limitaciones actuales de rendimiento y analiza su potencial para reemplazar a los imanes de NdFeB en el futuro.

1. Introducción Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB) son reconocidos por su excepcional fuerza magnética, tamaño compacto y alta energía (hasta 52 MGOe). Sin embargo, su elevado coste, sensibilidad térmica y susceptibilidad a la corrosión limitan su idoneidad en ciertas aplicaciones. Este análisis explora escenarios en los que los imanes de ferrita o samario-cobalto (SmCo) pueden sustituir a los imanes de NdFeB, comparando su coste y rendimiento en función de parámetros clave.

Introducción a los imanes de gradiente Los imanes de gradiente son dispositivos magnéticos especializados, diseñados para producir un campo magnético que varía linealmente a lo largo de una dirección específica. Esta variación espacial del campo magnético, conocida como gradiente de campo magnético, es fundamental para numerosas aplicaciones científicas e industriales, en particular en la resonancia magnética (RM), la separación de materiales y los sistemas de medición de precisión. El diseño de los imanes de gradiente implica una cuidadosa consideración de la uniformidad del campo magnético, la intensidad del gradiente y la configuración de la bobina para satisfacer los requisitos específicos de cada aplicación.

Los imanes de neodimio, en particular los basados ​​en el sistema neodimio-hierro-boro (NdFeB), son reconocidos por sus excepcionales propiedades magnéticas, como su alta remanencia (Br) y coercitividad (Hci), que contribuyen a su superior capacidad de almacenamiento de energía magnética. Sin embargo, la búsqueda de mejorar aún más estas propiedades y ampliar los límites de su rendimiento ha llevado a los investigadores a explorar técnicas de procesamiento avanzadas como la nanocristalización y el tratamiento térmico. Este ensayo profundiza en el potencial de estos procesos para superar los límites actuales de la capacidad de almacenamiento de energía magnética en los imanes de neodimio.

El precio de los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB), los imanes permanentes más potentes disponibles comercialmente, está influenciado por una compleja interacción de factores que abarcan los costos de las materias primas, los procesos de producción, la dinámica del mercado y las intervenciones políticas. A continuación se presenta un análisis detallado de los determinantes clave.:

¿Cuál es la posición de China en la cadena de suministro global de imanes de NdFeB? ¿Dónde residen las ventajas tecnológicas de otros países (como Japón y Estados Unidos)?