Odsek: K7 - Odsek za Nanostrukturne materiale, dr. Kristina Žužek Rožman

Naslov: Kako izdelamo trajni magnet?

Opis: V raziskovalni nalogi bodo dijaki spoznali, kako so izdelani trajni magneti, ki jih najdemo v prenosnih telefonih, prenosnih računalnikih, avtomobilih ali v vetrnih turbinah. Vlaki, ki vozijo 500 km/h, razvijejo to hitrost zaradi super močnih trajnih magnetov.

Trajni magnet je magnet, ki ustvarja svoje lastno vztrajno magnetno polje, ki se nikoli ne izgubi, razen če magneta ne segrejemo nad določeno temperaturo. Najbolj znan naravni trajni magnet je železo oz. njegov oksid, najmočnejši trajni magneti pa so izdelani iz različnih elementov periodnega sistema, kot so neodim (Nd), ki ga v kombinaciji z železom (Fe) in borom (B) s sestavo Nd2Fe14B imenujemo visokoenergetski magnet. To pomeni, da je v majhni prostornini shranjeno ogromno magnetne energije. Npr. 100 gramski magnet Nd-Fe-B ima dovolj moči, da drži osebo ali tovor, ki tehta 50 kg.

Za izdelavo trajnih magnetov v laboratoriju in tudi v velikih industrijah se uporablja proces t.i. prašne metalurgije. Raziskovalna naloga bo dijake popeljala čez najbolj pomembne korake pri izdelavi trajnega magneta na osnovi Nd-Fe-B, od osnovnih prahov, rokovanja v zaščitni atmosferi v suhih komorah, priprave magnetnih surovcev, do procesa termične obdelave zgoščevanja in magnetnih meritev končnega magneta. Izdelali bodo trajni magnet in poskušali ugotoviti, kaj so bistveni koraki na tej poti in kako le-ti vplivajo na končne lastnosti magneta. Na koncu bodo vse izdelane magnete lahko odnesli domov, jih uporabili za «kulske« eksperimente z magneti ali pa kot priponke za sporočila na hladilniku.