Neodymium-magneetti (joka tunnetaan myös nimellä NdFeB, NIB tai Neo-magneetti), yleisin harvinaisten maametallien tyyppi, on kestomagneetti, joka on valmistettu neodymium-, rauta- ja booriseoksesta, jolloin muodostuu Nd2Fe14B-tetragonaalinen kiteinen rakenne. General Motorsin ja Sumitomo Special Metalsin itsenäisesti kehittämä neodyymimagneetit ovat kaupallisesti saatavilla olevan kestomagneettin vahvin tyyppi. Ne ovat vaihtaneet muun tyyppisiä magneetteja monissa sovelluksissa nykyaikaisiin tuotteisiin, jotka vaativat vahvoja kestomagneetteja, kuten langattomien työkalujen moottoreita, kiintolevyasemia ja magneettisia kiinnikkeitä.
Neodyymi on metalli, joka on ferromagneettinen (tarkemmin sanottuna antiferromagneettisia ominaisuuksia), mikä tarkoittaa, että kuten rautaa, se voidaan magnetisoida tulla magneetiksi, mutta sen Curie-lämpötila (lämpötila, jonka yläpuolella ferromagneettisuus katoaa) on 19 K (−254 ° C ), joten puhtaassa muodossa sen magneettisuus näkyy vain erittäin alhaisissa lämpötiloissa. Neodyymiyhdisteillä, joilla on siirtymämetalleja, kuten rautaa, voi kuitenkin olla Curie-lämpötiloja huomattavasti huoneenlämpötilan yläpuolella, ja niitä käytetään neodyymimagneettien valmistamiseen.
Neodyymimagneettien lujuus johtuu useista tekijöistä. Tärkeintä on, että nelikulmaisella Nd 2 Fe 14 B -kristallirakenteella on poikkeuksellisen suuri yksiaksiaalinen magneettikiteinen anisotropia ( H A ~ 7 T - magneettikentän voimakkuus H yksiköissä A / m ja magneettinen momentti A · m 2 ). Tämä tarkoittaa, että materiaalin kide magnetisoi ensisijaisesti tiettyä kide-akselia pitkin, mutta on hyvin vaikeaa magnetoida muissa suunnissa. Muiden magneettien tapaan neodyymimagneettiseos koostuu mikrokiteisistä jyvistä, jotka on kohdistettu voimakkaaseen magneettikenttään valmistuksen aikana, joten niiden magneettiset akselit ovat kaikki samaan suuntaan. Kristalliristikon kestävyys magnetoinnin suunnan kääntämiseksi antaa yhdisteelle erittäin suuren koerciviteetin tai vastustuskyvyn demagnetisoitua.
Neodyymiatomilla voi myös olla suuri magneettinen dipolimomentti, koska sen elektronirakenteessa on 4 paritonta elektronia, toisin kuin (keskimäärin) 3 rautassa. Magneettissa se on parittomia elektroneja, jotka on kohdistettu niin, että ne pyörivät samaan suuntaan, joka tuottaa magneettikentän. Tämä antaa Nd 2 Fe 14 B -yhdisteelle suuren kyllästysmagnetisaation ( J s ~ 1,6 T tai 16 kG) ja tyypillisesti 1,3 teslas. Siksi, koska suurin energiatiheys on verrannollinen J 2: een , tällä magneettifaasilla on mahdollisuus tallentaa suuria määriä magneettista energiaa ( BH max ~ 512 kJ / m3 tai 64 MG · Oe). Tämä magneettinen energia-arvo on noin 18 kertaa suurempi kuin ”tavalliset” magneetit. Tämä ominaisuus on korkeampi NdFeB-seoksissa kuin samarium-koboltti- (SmCo) magneeteissa, jotka olivat ensimmäinen kaupallisten harvinaisten maametallien tyyppi. Käytännössä neodyymimagneettien magneettiset ominaisuudet riippuvat käytetystä seoskoostumuksesta, mikrorakenteesta ja valmistustekniikasta.
Nd2 Fe14B-kiderakenne voidaan kuvata vuorotellen rauta-atomien kerroksiksi ja neodyymibooriyhdisteeksi. Diamagnetiset booriatomit eivät edistä suoraan magneettisuutta, vaan parantavat koheesiota vahvalla kovalenttisella sidoksella. Suhteellisen alhainen harvinaisten maametallien pitoisuus (12 tilavuusprosenttia) ja neodyymin ja raudan suhteellinen määrä verrattuna samariumiin ja kobolttiin tekevät neodyymimagneetit halvemmiksi kuin samarium-koboltti-magneetit.