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Aimants permanents

L'aimantation (voir hystérésis) dans un champ magnétique externe permet d'orienter les aimants élémentaires d'un matériau ferromagnétique. En utilisant des matériaux magnétiques durs, on obtient que les matériaux conservent leur aimantation même&nbsp ; après la désactivation du champ magnétique et sans courant électrique à des températures inférieures à la température maximale d'utilisation. Le résultat est un aimant permanent.
Les aimants permanents sont composés de fer, de cobalt et de nickel, ou d'alliages de ces métaux.

Hystérésis des aimants

Si l'on soumet un matériau ferromagnétique (non encore magnétisé) à un champ magnétique externe et que l'on mesure l'aimantation résultante en fonction du champ magnétique externe, on ne constate pas de relation linéaire, mais plutôt que l'aimantation atteint la saturation à partir d'un certain champ magnétique externe. Si l'on ramène ensuite le champ magnétique extérieur à 0, une certaine aimantation résiduelle, appelée rémanence, est conservée. On a magnétisé le matériau ferromagnétique. Pour ramener l'aimantation résiduelle à zéro, on a besoin d'un champ opposé au champ magnétique extérieur appliqué à l'origine. L'intensité de champ à laquelle l'aimantation dans le matériau revient à zéro est appelée force de champ coercitive. La courbe d'hystérésis décrit&nbsp ; l'évolution de l'aimantation dans le matériau en fonction du champ magnétique extérieur.
Les points caractéristiques de la courbe d'hystérésis sont l'aimantation à saturation, l'aimantation rémanente et l'intensité du champ coercitif.
Plus la rémanence et la coercivité sont élevées, plus l'aimant est puissant.

La résistance thermique des aimants

Une valeur importante concernant la dépendance thermique du magnétisme des aimants permanents est la température dite de Curie (du nom de Pierre Curie). La température de Curie est la température à laquelle un ferro-aimant passe de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique. Cette transition de phase est réversible. Au-dessus de la température de Curie, il n'y a plus de ferromagnétisme, la substance est alors paramagnétique. Si l'on abaisse à nouveau la température en dessous de la température de Curie, la substance redevient ferromagnétique, mais une magnétisation éventuellement présente à l'origine n'existe plus. Le matériau doit donc être magnétisé à nouveau,
Il est donc clair que les matériaux ne peuvent être utilisés comme matériaux magnétiques qu'en dessous de la température de Curie.
Pour la pratique, il est important de savoir qu'un aimant permanent perd déjà sa polarisation magnétique bien en dessous de la température de Curie et que cela est irréversible.
Cette température (max) varie selon les matériaux ferromagnétiques et constitue une propriété à indiquer pour chaque aimant.

Fabrication des aimants

Nous décrivons ici la fabrication des ferromagnétiques.
Les aimants permanents forts sont fabriqués par pressage. Pour ce faire, le&nbsp ; matériau de base finement broyé préparé (par exemple un alliage de terres rares) est pressé dans un moule, puis fritté à haute température. Après le processus de frittage, l'aimantation est obtenue par un fort champ magnétique externe et les aimants sont façonnés dans la géométrie finale souhaitée par découpe, sciage et perçage.
Pour finir, l'aimant, qu'il s'agisse d'un aimant en ferrite, en AlNiCo ou en néodyme, peut être recouvert d'un revêtement adapté à l'application.
En règle générale, ce revêtement est métallique, par ex. Les aimants en néodyme sont généralement revêtus afin de les rendre plus résistants aux influences de l'environnement.
L'aimant terminé est ensuite soumis au contrôle de qualité.

Aimants en néodyme - les aimants les plus puissants du monde

Longtemps, les aimants en ferrite ont été la référence et donc les aimants permanents les plus puissants disponibles.
Ce n'est qu'avec le développement des aimants en terres rares par General Motors et Sumitomo en 1982 qu'une nouvelle ère s'est ouverte pour les aimants. Les aimants dits néodymes, composés de néodyme, de fer et de bore (Nd₂Fe₁₄B), ont une structure cristalline d'une grande anisotropie et présentent des forces de champ coercitif extrêmement élevées. Avec une densité d'énergie magnétique maximale d'environ 500 kJ/m³, ils éclipsent les aimants en ferrite (typiquement autour de 30 kJ/m³). La force d'adhérence d'un aimant en néodyme est environ 10 fois supérieure à celle d'un aimant en ferrite de même volume. En d'autres termes, il faut un aimant en ferrite beaucoup plus grand pour produire la même force d'adhérence qu'avec un aimant en néodyme.
Ainsi, les aimants en néodyme, également appelés super-aimants, représentent les aimants les plus puissants disponibles aujourd'hui dans le monde.
Un aimant en néodyme de quelques centimètres de côté peut atteindre une force d'adhérence de plusieurs centaines de kg.
Toutefois, les aimants en néodyme sont plus chers et moins résistants aux intempéries que les aimants en ferrite. Afin d'augmenter la résistance aux influences extérieures, les aimants en néodyme sont généralement dotés d'un revêtement (par ex. nickel, or ou cuivre).
Il faut également tenir compte de la température maximale d'utilisation des aimants en néodyme, qui est nettement inférieure à celle des aimants en ferrite.
 

Questions ouvertes

Bien sûr, toutes les questions sur les aimants, le magnétisme, etc. sont loin d'être couvertes. On pourrait remplir des livres entiers, surtout si l'on tient à obtenir une description mathématique et physique exacte de tous les phénomènes magnétiques.
Mais si vous avez d'autres questions auxquelles vous ne trouvez pas de réponse sous la rubrique "Informations" du site Internet de MagnetMax, vous pouvez bien entendu vous adresser à tout moment à l'équipe de la boutique magnétique Magnetmax. Nos experts en aimants se feront un plaisir de vous aider.