Samarium-Kobalt-Magnete sind eine Art Seltenerdmagnet. Der Legierungsgehalt variiert von etwa 25 bis 36 Gew.-% Samarium. Diese permanenten, starken Magnete sind besonders nützlich für Hochtemperaturanwendungen.
Der Begriff Seltene Erden bezieht sich nicht auf die Knappheit der Mineralien in der Erdkruste, sondern auf die relativ geringe Konzentration der interessierenden Atome in Seltenerdmineralvorkommen. Da sie weniger konzentriert sind, ist die Extraktion dieser Verbindungen tendenziell kostspieliger. Bestimmte Seltenerdmineralien weisen einen Dauermagnetismus auf, wie Eisen und Eisenverbindungen. Magnete, die aus Seltenerdmineralien hergestellt werden, sind Magneten auf Eisenbasis insofern überlegen, als ihre Magnetkraft stärker ist. Kleinere Teile können mit dem gleichen Magnetfeld aus Seltenerdmineralien hergestellt werden.
Magnetismus ist auf eine leichte Nettoladungsverteilung zurückzuführen, die nicht Null ist. Auf atomarer und subatomarer Ebene liegt der niedrigste und stabilste Energiezustand von Elektronen und anderen geladenen Teilchen in Orbitalen oder anderen Bewegungen, die nicht geometrisch symmetrisch sind. Diese außermittige Eigenschaft reicht aus, um vom magnetischen Pol der Erde angezogen zu werden. Im Fall von Magnetstein, einem natürlich vorkommenden magnetischen Mineral, wurde Magnetismus eingeführt, als das Gestein aus dem geschmolzenen Lavazustand abkühlte und den Atomen Zeit gab, sich am Magnetfeld der Erde auszurichten, bevor sie zu festem Gestein eingefroren wurden.
Magnetische Materialien haben eine obere Temperaturgrenze, die Curie-Temperatur, oberhalb derer das Material auf atomarer oder molekularer Ebene nicht mehr eingeschränkt ist. Samarium-Kobalt-Magnete sind nur nach Neodym-Magneten die zweitstärkste, können aber bei höheren Temperaturen verwendet werden. Die Curie-Temperaturen von Samarium-Kobalt-Magneten liegen zwischen 1,100 °C und 1,300 °C (600 °F bis 710 °F), mit einem günstigen Arbeitsbereich zwischen 500 °C und 1,000 °C 250 °F bis 550 °F.
Die Stärke von Magneten wird normalerweise in Energieprodukten mit der Einheit Megagauss-Oersted oder MGOe gemessen. Die theoretische Grenze liegt bei 34MGOe. Samarium-Kobalt-Magnete reichen von 16 bis 32 MGOe. Obwohl sie eine sehr hohe Magnetkraft haben, sind sie extrem spröde und anfällig für Bruch und Absplitterung. Auch die Handhabung ist schwierig, so dass die maschinelle Nachbearbeitung mit Diamantschneidwerkzeugen eine hochqualifizierte Tätigkeit ist.
Es gibt zwei Arten von Legierungen, die in Samarium-Kobalt-Magneten verwendet werden. Die erste ist als Serie 1:5 bekannt, mit einem Verhältnis von einem Samariumatom zu fünf Kobaltatomen. Ihre magnetische Stärke reicht von 16 bis 25 MGOe. Serie 2:17 bezeichnet ein Spektrum von Verbindungen mit Verhältnissen von etwa zwei Samarium- zu 17 Kobaltatomen. Einige Kobaltatome können durch andere Übergangsmetallatome wie Eisen und Kupfer ersetzt werden. Die magnetische Festigkeit dieser Legierungen reicht von 20 bis 32 MGOe.
Magnete aus Samarium-Kobalt werden durch eine Vielzahl von Sinter- und Pressschritten hergestellt. Beim Sintern werden kleine Partikel der Samarium-Kobalt-Materialien miteinander verschmolzen. Die Pressvorgänge können Gesenkpressen mit Druck aus einer Richtung oder durch isotaktisches Pressen in Gummiformen sein, wobei Druck in alle Richtungen ausgeübt wird. Bei den Herstellungsprozessen werden Kompromisse zwischen Toleranzen, Curie-Temperatur und magnetischer Stärke eingegangen.