I magneti in samario cobalto sono un tipo di magnete in terre rare. Il contenuto di lega varia da circa 25% a 36% di samario in peso. Questi magneti permanenti e potenti sono particolarmente utili per applicazioni ad alta temperatura.
Il termine terre rare si riferisce non alla scarsità di minerali nella crosta terrestre, ma alla concentrazione relativamente bassa degli atomi di interesse nei giacimenti minerari di terre rare. Poiché sono meno concentrati, l’estrazione di questi composti tende ad essere più costosa. Alcuni minerali delle terre rare mostrano magnetismo permanente, come ferro e composti di ferro. I magneti prodotti con minerali di terre rare sono superiori ai magneti a base di ferro in quanto la loro forza magnetica è più forte. Parti più piccole possono essere realizzate con lo stesso campo magnetico dai minerali delle terre rare.
Il magnetismo è dovuto a una leggera distribuzione di carica netta che non è zero. A livello atomico e subatomico, lo stato energetico più basso e più stabile degli elettroni e di altre particelle cariche è negli orbitali o in altri movimenti che non sono geometricamente simmetrici. Questa caratteristica decentrata è sufficiente per essere attratti dal polo magnetico terrestre. Nel caso della calamita, un minerale magnetico naturale, il magnetismo è stato introdotto quando la roccia si è raffreddata dallo stato di lava fusa, dando agli atomi il tempo di allinearsi con il campo magnetico terrestre prima di essere congelati nella roccia solida.
I materiali magnetici hanno un limite di temperatura superiore, la temperatura di Curie, al di sopra del quale il materiale non è più vincolato a livello atomico o molecolare. I magneti in samario cobalto sono secondi in forza solo ai magneti al neodimio, ma possono essere utilizzati in operazioni a temperature più elevate. Le temperature Curie dei magneti al cobalto di samario sono comprese tra 1,100°F e 1,300°F (600°C e 710°C), con un intervallo di lavoro favorevole tra 500°F e 1,000°F (250°C e 550°C).
La forza dei magneti è tipicamente misurata in prodotti energetici con unità di megagauss-oersted, o MGOe. Il limite teorico è 34MGOe. I magneti in samario cobalto vanno da 16 a 32 MGOe. Sebbene abbiano una forza magnetica molto elevata, sono estremamente fragili e soggetti a rotture e scheggiature. Anche la manipolazione è difficile, quindi la finitura a macchina con utensili da taglio diamantati è un’operazione altamente qualificata.
Le leghe utilizzate nei magneti al cobalto di samario sono di due tipi. Il primo è noto come Serie 1:5, con un rapporto tra un atomo di samario e cinque atomi di cobalto. La loro forza magnetica varia da 16 a 25 MGOe. La serie 2:17 designa uno spettro di composti con rapporti di circa due samario su 17 atomi di cobalto. Alcuni atomi di cobalto possono essere sostituiti con altri atomi di metalli di transizione come ferro e rame. La forza magnetica di queste leghe varia da 20 a 32 MGOe.
I magneti di samario cobalto sono prodotti da una varietà di passaggi di sinterizzazione e pressatura. La sinterizzazione fonde insieme piccole particelle dei materiali di cobalto di samario. Le operazioni di pressatura possono comportare la pressatura a stampo, con pressione applicata da una direzione o da pressatura isotatica in stampi di gomma, dove la pressione viene applicata in tutte le direzioni. I compromessi tra tolleranze, temperatura di Curie e forza magnetica vengono effettuati nei processi di produzione.