Les aimants sont omniprésents dans notre environnement. Des minuscules aimants qui maintiennent vos notes autocollantes sur votre réfrigérateur aux gros aimants utilisés dans les usines, il existe une grande variété de tailles et d'applications. Cependant, tous les aimants ne sont pas fabriqués de la même manière : ils varient en termes de force, de matériau et d'effet magnétisant.
Tout le monde sait ce qu'est un aimant, mais saviez-vous qu'il existe différentes sortes d'aimants aux propriétés et à l'utilisation spécifiques ? Qu'il s'agisse des aimants permanents présents dans les outils ordinaires, des électro-aimants utilisés dans les ordinateurs ou des aimants temporaires, chaque type d'aimant a une fonction différente.
Tous les types d'aimants sont différents et ont des propriétés, des pouvoirs et des utilisations différents. Notre article d'aujourd'hui va examiner le nombre de classifications qu'ils ont, comment ils sont différents et quelle est leur utilité dans notre vie. À la fin, vous saurez non seulement quel type d'aimant vous convient, mais aussi pourquoi ils sont encore nécessaires dans le monde d'aujourd'hui. Prêt à explorer ?
Qu'est-ce qu'un aimant ?
Un aimant est un matériau qui produit un champ magnétique, qui attire ou repousse de nombreux métaux ferreux. L'intérieur de l'aimant est constitué de minuscules atomes en rotation. En tournant, ces atomes créent de petits moments magnétiques qui se combinent pour créer le champ magnétique global de l'aimant.
Le champ magnétique d'un aimant a un pôle nord (N) et un pôle sud (S). Les lignes du champ magnétique partent du pôle nord et reviennent vers le pôle sud.
Du point de vue des matériaux, les aimants peuvent être divisés en aimants doux et en aimants artificiels (fabriqués à partir de matériaux paramagnétiques placés dans un champ magnétique puissant). Les atomes des matériaux facilement magnétisables tels que le fer, l'acier, le néodyme, le nickel et le cobalt sont disposés en petites unités appelées domaines. Chaque domaine, bien que de taille minuscule, contient des centaines de milliards d'atomes, chacun fonctionnant comme une petite unité. Lorsque ces matériaux magnétiques sont placés dans un champ magnétique puissant, les domaines individuels pointant dans des directions différentes unifient la direction du champ magnétique en fonction de l'environnement magnétique. Lorsque la plupart des domaines s'alignent sur le champ magnétique, le matériau devient un aimant. Le principe de ce processus réside dans l'interaction de charges électriques en mouvement, comme le décrivent les lois de l'électromagnétisme.
Les aimants sont essentiels dans d'innombrables applications, des aimants de réfrigérateur aux moteurs électriques, en passant par les générateurs et même les appareils médicaux. En raison de leurs fonctions spéciales et de leurs principes scientifiques, les aimants sont indispensables dans la vie de tous les jours et même dans le développement de technologies avancées.
Trois grandes catégories d'aimants
Des simples aimants de réfrigérateur et d'écouteurs aux aimants permanents, nous Nous intégrons tous une variété d'aimants dans notre vie. Pour mieux comprendre la fonctionnalité et les types d'aimants, du point de vue de la création et du stockage du magnétisme, les aimants peuvent être classés en trois catégories. Il y a les aimants doux, les aimants temporaires et les aimants permanents. Cette classification est non seulement utile pour déterminer leurs propriétés distinctives, mais elle reflète également leur importance dans différents scénarios d'utilisation.
Les matériaux magnétiques doux sont des matériaux qui ne s'attirent que sous l'influence d'un champ magnétique externe. Contrairement aux aimants permanents, ils perdent leur magnétisme dès que le champ magnétique est supprimé. L'état initialement magnétisé est généralement entièrement aléatoire, contrairement à la plupart des matériaux magnétiques durs. Ils sont très répandus dans les technologies où la vitesse, la flexibilité et le contrôle sont les plus importants.
Les aimants souples sont suffisamment flexibles pour que les champs magnétiques puissent les pénétrer facilement, ce qui les rend très efficaces pour les applications électromagnétiques. Par exemple, les tôles d'acier au silicium, comme celles que l'on trouve dans les transformateurs électriques, minimisent les pertes en réduisant l'hystérésis et les courants de Foucault. Par exemple, les noyaux magnétiques doux (qui permettent des performances magnétiques sans laisser de signature magnétique) sont devenus un élément clé dans des dispositifs tels que les inductances et les solénoïdes.
Ce type d'aimant est utilisé pour la vitesse à laquelle il se démagnétise et se magnétise, ce qui est pratique pour les dispositifs mobiles tels que les moteurs électriques, les générateurs et les relais. En raison de leur vitesse et de leur courte durée de vie, ils sont également utilisés dans de nombreuses industries.
Les aimants temporaires ne deviennent magnétiques que sous l'influence de champs magnétiques puissants. Ce magnétisme disparaît dès que le champ magnétique externe disparaît. Regardez par exemple comment des objets quotidiens tels que des clous ou des trombones deviennent des aimants temporaires en présence d'un champ magnétique puissant et attirent temporairement d'autres matériaux ferromagnétiques. Ce phénomène est dû au fait que les domaines magnétiques du matériau sont forcés à s'aligner par le champ magnétique externe, mais qu'ils reviennent à leur alignement aléatoire une fois le champ supprimé.
Les catégories des aimants temporaires et des aimants doux peuvent parfois être liées, par exemple, les aimants temporaires ont besoin d'une force extérieure pour faire preuve de magnétisme. Cependant, les aimants doux sont spécifiquement conçus pour l'efficacité industrielle et technologique, tandis que les aimants temporaires ne peuvent être utilisés que pour un plaisir occasionnel ou impromptu.
Les aimants permanents ont un champ magnétique stable et ne nécessitent aucune alimentation externe. Ils sont magnétiques parce que le matériau qu'ils contiennent est ordonné de telle sorte que ses atomes s'alignent pour rester magnétisés. L'aimant permanent est magnétisé en permanence, tant qu'il n'est pas soumis à quelque chose qui le démagnétise, comme des températures élevées, des champs magnétiques opposés puissants, etc. Voici quelques exemples : Exemples :
- Aimants Alnico: Connus pour leur excellente stabilité à la température.
- Aimants en samarium-cobalt (SmCo): Très résistant à la corrosion et aux températures élevées.
- Aimants en ferrite: Rentable et largement utilisé dans les applications quotidiennes.
- Aimants en néodyme-fer-bore (NdFeB): Extrêmement puissants, ils sont utilisés dans des technologies de pointe telles que les éoliennes et les véhicules électriques.
Ces types d'aimants permanents seront examinés plus en détail ultérieurement. Poursuivez votre lecture !
Quels sont les types d'aimants permanents ?
Les aimants permanents sont aujourd'hui les plus courants et sont également classés en différents types selon leur nature et leur composition. Il existe trois grandes catégories d'aimants permanents : les aimants en alliage métallique (Alnico, Fer-Chrome-Cobalt), les aimants en terres rares (Néodyme, Samarium-Cobalt) et les aimants en ferrite (aimants en céramique ou en caoutchouc). Chaque type d'aimant possède des caractéristiques différentes en raison des matériaux dont il est constitué : certains sont robustes, d'autres résistent à la température, etc. Ils se présentent sous différentes formes, avec des fonctions et des propriétés différentes. Voyons maintenant ce que chaque aimant permanent peut faire et pourquoi il est si spécial.
Alliage métallique Aimants.
Les aimants en alliage métallique comprennent un composé métallique d'éléments qui, lorsqu'ils sont mélangés, présentent des propriétés magnétiques très puissantes. Les aimants permanents en alliage métallique sont principalement classés en quatre types : les aimants Alnico (aluminium-nickel-cobalt), les aimants fer-chrome-cobalt et les jeux d'aimants platine-cobalt. Ces alliages offrent divers avantages en termes de force magnétique, de stabilité thermique et de résistance à la corrosion.
- Aimants en aluminium nickel cobalt (aimants Alnico ou ALNiCo) sont une combinaison d'aluminium, de nickel, de cobalt, de fer et d'autres métaux. Ils sont moulés en différentes tailles et formes et sont donc faciles à travailler. Ces aimants sont extrêmement sensibles aux basses températures et peuvent fonctionner à des températures élevées allant jusqu'à 600 degrés Celsius. On les trouve dans un grand nombre d'instruments et d'applications. Il en existe deux types : les aimants en aluminium nickel cobalt coulés et les aimants en aluminium nickel cobalt frittés. Les aimants Alnico coulés sont souvent utilisés dans les pièces automobiles, les outils et la guerre car ils ne sont pas affectés par l'humidité et l'oxydation. Les aimants Alnico frittés par métallurgie des poudres sont idéaux pour les formes petites, légères ou complexes et sont utilisés dans les équipements de communication, les capteurs et les commutateurs magnéto-électriques.
- Aimants en fer-chrome-cobalt sont composés de fer, de chrome et de cobalt qui, ensemble, assurent une bonne force magnétique et une excellente résistance à la corrosion. Bien que la force magnétique des aimants permanents fabriqués à partir de ces alliages ne soit pas aussi bonne que celle des aimants en terre rare, ils peuvent conserver leur magnétisme dans des conditions difficiles et conviennent parfaitement aux applications qui nécessitent une forte résistance à la corrosion.
- Aimants platine-cobalt sont constitués de platine et de cobalt et ont un comportement magnétique différent en raison de leur structure atomique et de leur forte liaison interatomique. Ils ont une grande force magnétique et une longue stabilité à haute température parce qu'ils fonctionnent selon les principes du ferromagnétisme : les moments magnétiques des atomes sont alignés pour former un champ magnétique permanent puissant. Comme ils sont rares et coûteux, les aimants en platine-cobalt ne sont utilisés que dans la recherche, les instruments de précision et les appareils spécialisés où les performances et la stabilité sont importantes.
Aimants permanents en ferrite
Les aimants en ferrite (également appelés BaFe12O19 et SrFe12O19) sont également fragiles et durs. Ils sont appréciés pour leur faible coût, leur résistance aux températures élevées et la grande stabilité de leurs performances magnétiques, qui dépendent très peu de la température. C'est également le seul type d'aimant qui présente une capacité supérieure à maintenir la puissance magnétique dans le temps. Contrairement à de nombreux autres aimants permanents disponibles sur le marché, les aimants en ferrite peuvent être fabriqués dans une grande variété de formes et de tailles, grâce à la souplesse des processus de frittage et de collage. Le principal avantage de ce type d'aimant permanent est qu'il est abordable et sûr, ce qui en fait un choix idéal pour de nombreux besoins quotidiens à faible magnétisme. Les aimants en ferrite sont divisés en deux types principaux en raison des différents processus de fabrication : les aimants en céramique et les aimants en caoutchouc.
- Aimants céramiques (ferrite frittée) :
Les aimants céramiques sont une excellente option pour un large éventail d'applications grâce à leurs performances impressionnantes et à leur coût abordable. Ils sont fabriqués en combinant de l'oxyde de fer (Fe2O3) avec du carbonate de baryum (BaCo3) ou du carbonate de strontium (SrCo3) pour créer une poudre métallique hautement magnétisée. Il existe deux principaux types d'aimants céramiques : isotropes et anisotropes. Les aimants anisotropes peuvent être divisés en deux catégories : les aimants secs et les aimants humides. Quel que soit le type spécifique, les aimants céramiques offrent des avantages fantastiques. Ils offrent un magnétisme uniforme, stable et permanent, ce qui les rend idéaux pour les composants de petite taille ou de volume uniforme. L'oxyde de fer étant la matière première principale, ils sont peu coûteux à produire et présentent d'excellentes propriétés d'isolation et de résistance. - Aimants en caoutchouc (ferrite liée) :
Les aimants en caoutchouc sont produits en mélangeant de la poudre de ferrite avec un liant souple, tel que le caoutchouc ou le plastique. Ces aimants sont différents en ce sens qu'ils sont non seulement élastiques, mais aussi adaptables à un large éventail de formes de bandes, de rouleaux, de feuilles, de blocs, d'anneaux, etc. qui peuvent être fabriqués par extrusion, calandrage ou moulage par injection en utilisant l'adaptabilité. Le produit final est un aimant souple et tordable, très facile à manipuler. Les aimants en caoutchouc se distinguent par leur adaptabilité. Bien qu'ils soient également flexibles, ils sont étonnamment rigides par rapport aux aimants frittés. Leur légèreté et leur souplesse les rendent extrêmement utiles dans les applications créatives et fonctionnelles, ce qui les rend idéaux pour les affichages publicitaires et divers projets décoratifs où la flexibilité et la facilité d'utilisation sont essentielles. Il est également possible de personnaliser la surface elle-même, en ajoutant, par exemple, un revêtement en PVC, des couches adhésives, des finitions à l'huile UV ou même des motifs imprimés. En outre, comme ils peuvent être pliés, tordus et roulés, ils peuvent être adaptés à presque toutes les exigences. Avec un produit d'énergie magnétique de 0,60 à 1,50 MGOe, ils offrent une réponse magnétique robuste pour un matériau aussi souple.
Aimants permanents en terres rares
Les aimants en terres rares sont des aimants permanents composés d'alliages fabriqués à partir d'éléments de terres rares (principalement des éléments de la série des lanthanides et des alliages). Ils ont été développés dans les années 1970 et 1980 et sont les types d'aimants permanents les plus puissants. Ils produisent des champs magnétiques beaucoup plus puissants que d'autres types d'aimants tels que les aimants alnico et les aimants en ferrite. Les aimants en terres rares ont un champ magnétique de plus de 1,4 tesla, tandis que les aimants en céramique et en ferrite ont des champs de 0,5 à 1,0 tesla. Ils offrent des avantages uniques tels que le magnétisme, la stabilité à la température et la résistance à la corrosion qui en font un matériau indispensable dans l'électronique, l'aérospatiale et les énergies renouvelables.
- Aimants en néodyme-fer-bore (Nd2Fe14B) :
Les aimants NdFeB sont souvent appelés le “roi des aimants” et sont très appréciés pour leur incroyable force. Leur force magnétique est plus de dix fois supérieure à celle des aimants en ferrite dans le même volume. Cette force élevée est essentielle dans les applications qui requièrent une petite taille et une puissance magnétique élevée, et ce sont les aimants à l'énergie magnétique la plus élevée disponibles parmi les aimants commerciaux actuels.
Bien qu'il ait ses limites dans certains domaines, comme la susceptibilité à la corrosion et la faible stabilité thermique, il est possible d'y remédier en ajoutant des revêtements protecteurs et en modifiant les matériaux. Le processus de production adopte une série de procédés de fabrication tels que les ingrédients, la fusion et la fabrication de lingots, la métallurgie des poudres&. Décrépitude de l'hydrogène, La composition de base de l'alliage est le Nd2Fe14B. La composition de base de l'alliage est Nd2Fe14B, mais les matériaux peuvent être personnalisés pour produire des modèles d'aimants au néodyme correspondant aux spécifications du grade en fonction des conditions d'utilisation spécifiques. Cliquez pour voir un tableau plus détaillé de la qualité des aimants néodyme. - Aimants en samarium-cobalt (SmCo) :
Les aimants SmCo sont les plus performants lorsque l'énergie magnétique et la résistance à la température sont nécessaires : 350°C ou plus. Ils sont également beaucoup plus stables et fiables que les aimants NdFeB à des températures élevées, même à un prix plus élevé. Ils sont fabriqués à partir de samarium, de cobalt et d'autres métaux des terres rares qui présentent une durabilité et des performances magnétiques élevées et constituent souvent le meilleur choix pour une utilisation exigeante. Leur résistance à la démagnétisation et à la corrosion les destine également à des applications spécialisées. - Aimants fer-azote et fer-carbone (Re-Fe-N et Re-Fe-C) :
Ces aimants expérimentaux sont des aimants supraconducteurs potentiels, mais il leur manque le processus de fabrication permettant leur utilisation pratique. Les scientifiques continuent de jouer avec leur puissance, dans l'espoir de surmonter ces obstacles et de les utiliser dans les technologies du futur.
Il existe de nombreux aimants sur le marché, c'est pourquoi vous devez vous renseigner sur ce qui vous convient le mieux. La capacité de rétention, la coercivité et la stabilité magnétique sont les propriétés des aimants permanents. La capacité de rétention, une fois le magnétisme extérieur éliminé, correspond au degré de magnétisme de l'aimant en lui-même. Plus la capacité de rétention est élevée, plus l'aimant est efficace. La coercivité fait référence à l'immunisation contre la démagnétisation par des champs externes. La stabilité magnétique est la fiabilité d'un aimant à des températures variables ou sous l'effet de contraintes mécaniques, etc. Si vous souhaitez en savoir plus sur les principaux indices de mesure des performances des aimants, vous pouvez nous laisser un message et nous envisagerons de publier un numéro spécial pour vous les expliquer.
Les aimants permanents sont une solution idéale, car ils sont très adaptables et, si vous savez ce que vous recherchez en faisant vos recherches, vous pourrez prendre une bonne décision. Deux éléments entrent en ligne de compte dans le choix d'un aimant à acheter. Vous devez d'abord connaître les types d'aimants permanents, ce que nous avons fait pour vous. En second lieu, vous devez tenir compte de la qualité et de la durabilité du produit. Il peut être tentant d'acheter un aimant bon marché, mais ce dernier est toujours de piètre qualité. Un aimant bon marché vous coûtera plus cher plus tard lorsqu'il sera réparé ou remplacé ; il est donc préférable d'acheter un meilleur aimant dès le départ.
Lorsque vous décidez de nous confier la fabrication d'aimants personnalisés, vous avez 100% le contrôle de l'ensemble du processus. Notre personnel de vente responsable prendra le temps de comprendre vos besoins et d'appliquer son expertise pour vous aider à résoudre les problèmes. En partant de votre point de vue, nous faisons progresser de manière responsable tous les aspects, de la sélection des matériaux à la qualité de l'aimant et aux tests de durabilité, afin que nos produits répondent à votre application.
Comparaison des différences entre les types d'aimants permanents les plus courants.
Les aimants permanents ont des forces magnétiques différentes en raison de la diversité de leurs matériaux de base et de leurs procédés de fabrication. L'axe de la force magnétique la plus forte à la plus faible est très simple.
Comparaison de la force magnétique : aimants NdFeB > aimants SmCo > aimants AlNiCo > aimants en ferrite ;
Les aimants en néodyme (NdFeB) constituent le magnétisme le plus puissant dans la vie quotidienne et les applications commerciales. Ils sont largement utilisés dans les applications qui nécessitent des champs magnétiques élevés et puissants.
Après les aimants en néodyme, il existe des aimants en samarium-cobalt (SmCo), dont la force magnétique est légèrement plus faible, mais qui conviennent parfaitement aux environnements corrosifs et à haute température. C'est un aimant idéal pour certaines applications complexes à haute température.
Les aimants AlNiCo ont une très grande stabilité thermique et peuvent être utilisés dans les capteurs et les haut-parleurs de l'industrie. Mais leur force magnétique est plus faible que celle des types d'aimants précédents.
Les aimants en ferrite (céramique) sont plus économiques, ont une force magnétique modérée et conviennent à des utilisations quotidiennes telles que les moteurs et les appareils ménagers. Bien qu'ils soient plus faibles que les aimants permanents ci-dessus, ils sont relativement bon marché et faciles à obtenir, ce qui en fait une alternative pratique dans les produits de consommation. Cliquez pour voir l'analyse des différences entre les aimants en ferrite et les aimants en néodyme.
Les alliages cuivre-nickel-fer (CuNiFe) et manganèse-bismuth (MnBi) sont utilisés en quantités de plus en plus réduites et ont été progressivement abandonnés en raison des coûts de production et de l'inefficacité.
Il convient de noter que ce qui précède n'est qu'un classement basé sur la force de la performance magnétique. L“”aimant le plus puissant“ doit être sélectionné dans la direction dans laquelle le ”plus puissant" réel est requis. Il peut s'agir de la résistance à la température ou de la distance de rayonnement du champ magnétique. Vous pouvez consulter ce “guide de l'aimant le plus puissant” pour plus de détails.
| Type | Composition | Br (Gauss) | Hc (Oesteds) | Bhmax (Mgoe) | Densité (g/cm³) | Température de fonctionnement maximale | Coefficient de température | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Néodyme | Principalement du néodyme, du fer et du bore | 13,000 G | 11 500 Oe | 42 MGOe | 7,4 g/cm³ | 80 °C | 0.11% | Grande force magnétique, taille compacte, rentabilité | Sujet à la corrosion, tolérance aux basses températures, cassant |
| Alnico | Principalement l'aluminium, le nickel, le cobalt et le fer | 12,500 G | 640 Oe | 5,5 MGOe | 7,3 g/cm³ | 500 °C | -0.02% | Résistance aux températures élevées, stable dans des conditions difficiles | Faible force magnétique par rapport à d'autres types |
| Ferrite | Matériaux céramiques et oxyde de fer (Fe2O3) | 3,850 G | 2 950 Oe | 3,5 MGOe | 5 g/cm³ | 180 °C | -0.2% | Rentable, résistant à la corrosion, adapté à un usage général | Faible force magnétique, faible densité énergétique |
| Cobalt de samarium | Principalement samarium et cobalt | 11,000 G | 9 700 Oe | 28 MGOe | 8,4 g/cm³ | 350 °C | 0.11% | Tolérance aux températures élevées, excellente résistance à la corrosion | Coûteux, force magnétique inférieure à celle du néodyme |
| Caoutchouc magnétique | Poudre de strontium ou de baryum et caoutchouc synthétique ou PVC | 2,000 G | 1 600 Oe | 0,8 MGOe | 3,5 g/cm³ | 50 °C | 0.2% | Flexible, léger, facile à manipuler | Faible force magnétique, température de fonctionnement limitée |
FAQ
Quel est le type d'aimant le plus puissant ?
L'aimant le plus puissant est l'aimant en néodyme des terres rares (aimant NdFeB), qui est actuellement l'aimant ayant la force magnétique la plus élevée. Mais si nous voulons parler de l'aimant le plus résistant aux températures élevées, il s'agit de l'aimant en alliage samarium-cobalt.
Combien y a-t-il de types d'aimants ?
Les aimants se présentent sous trois formes : permanents, temporaires et électromagnétiques. Les aimants permanents émettent un champ magnétique sans avoir besoin d'une source d'énergie magnétique ou électrique. Il existe également trois grandes catégories d'aimants permanents : les aimants en alliage métallique, les aimants en ferrite et les aimants en terres rares. Chacune de ces catégories comporte plusieurs sous-types.
Les aimants perdent-ils leur magnétisme avec le temps ?
Les aimants se dégradent avec l'âge, mais en l'absence de forces, un alliage magnétique industriel devrait théoriquement rester magnétique pendant des siècles. Mais dans le monde réel, les aimants sont soumis à des forces externes de démagnétisation. Mais les bons aimants permanents sont conçus pour durer très longtemps dans un environnement ordinaire.
Un aimant qui a perdu son magnétisme peut-il être remagnétisé ?
Utilisez un aimant permanent ou un électro-aimant pour remagnétiser un aimant faible. Tenez l'aimant faible près de l'aimant fort et faites-le tourner sur toute sa longueur pour que les pôles soient dans la bonne direction. Répétez l'opération plusieurs fois pour renforcer le champ magnétique de l'aimant faible.
Peut-on renforcer les aimants existants ?
Non, une fois qu'un aimant a atteint la saturation, il ne peut plus être renforcé. La force de l'aimant dépend des matériaux et du processus de fabrication. Une fois saturé, il ne peut donc plus être renforcé.
Pourquoi les aimants en néodyme doivent-ils être revêtus ou électrodéposés ?
Les aimants en néodyme doivent être revêtus ou galvanisés pour éviter qu'ils ne rouillent ou ne se cassent.. Le néodyme non traité est oxydable et se détériore à l'usage s'il n'est pas stocké correctement. Les revêtements tels que le nickel, le zinc ou l'époxy permettent à l'aimant de vivre plus longtemps et de fonctionner correctement.
