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Aimant permanent Les matériaux magnétiques durs ou matériaux magnétiques durs sont caractérisés par un champ anisotrope élevé, une force coercitive élevée, une grande zone de boucle d'hystérésis et une valeur élevée du champ magnétisant pour la magnétisation à saturation. Ces matériaux conservent Aimants permanents pendant une très longue période, même après que le champ magnétique externe a été supprimé.
Types de matériaux à aimants permanents
1.Ferrite
Il s'agit d'une catégorie de matériaux magnétiques non métalliques, également appelés céramiques magnétiques. Ouvrez une radio ordinaire et nous verrons que l'aimant du haut-parleur interne est en ferrite.
La ferrite est un matériau magnétiquement relativement faible. Son produit énergétique magnétique maximal est aujourd'hui d'un peu plus de 4 MGOe. Cependant, l'avantage le plus important de ce matériau est son faible prix. Par conséquent, il trouve une large application dans de nombreux domaines.
La ferrite est un matériau céramique, sa maniabilité est donc la même que celle de la céramique. Les aimants en ferrite sont moulés et frittés. S'ils doivent être usinés, ils ne peuvent être meulés que superficiellement. Comme elle est difficile à usiner, la plupart des produits en ferrite ont des formes simples et des tolérances dimensionnelles relativement importantes. Les produits en forme de bloc sont en meilleur état et peuvent être meulés. Les machines en forme d'anneau ne peuvent généralement meuler que deux plans. Les autres tolérances dimensionnelles sont données en pourcentage de la taille nominale.
La ferrite est largement utilisée et peu coûteuse. De nombreux fabricants proposent une vaste gamme d'anneaux, de carrés et d'autres produits de formes et de tailles conventionnelles, prêts à l'emploi pour la ferrite. La ferrite étant fabriquée à partir de céramique, il n'y a aucun problème de corrosion. Aucune galvanoplastie ou peinture pour le traitement de surface n'est nécessaire avec le produit fini.
2. Aimant en caoutchouc
Les aimants en caoutchouc sont également un type d'aimant en ferrite et sont constitués de poudre magnétique de ferrite liée mélangée à du caoutchouc synthétique. Ils peuvent être traités par moulage par extrusion, moulage par calandrage et moulage par injection. Les aimants en caoutchouc sont flexibles, élastiques et peuvent être torsadés. Ils peuvent être fabriqués en bandes, rouleaux, feuilles, blocs, anneaux et bien d'autres formes.
Son produit d'énergie magnétique de 0.60 à 1.50 MGOe est un matériau magnétique en caoutchouc utilisé dans les réfrigérateurs, les présentoirs de messages, les attaches pour fixer l'objet dans le corps métallique à utiliser comme publicité et autres attaches. Il peut également être utilisé pour les jouets, les instruments d'enseignement, les commutateurs et les capteurs de la feuille magnétique.
Les aimants en caoutchouc sont principalement utilisés pour les micromoteurs, les réfrigérateurs, les armoires de désinfection, les armoires de cuisine, la papeterie, l'industrie publicitaire, les essais, etc.
3.Samarium-cobalt
L'aimant magnétique contient du samarium et du cobalt comme principaux ingrédients. Comme le prix de ces deux matériaux de base est très élevé, les aimants SmCo sont également les plus chers parmi de nombreux types d'aimants. Actuellement, le produit énergétique magnétique de l'aimant SmCo atteint jusqu'à 30 MGOe, voire plus.
En outre, les aimants SmCo ont une coercivité très élevée et une bonne résistance à la température ; ils peuvent fonctionner à des températures élevées allant jusqu'à 350 degrés centigrades, et de nombreuses utilisations les remplacent. L'aimant au cobalt peut être considéré comme l'un des produits appelés métallurgies des poudres. Habituellement, les fabricants frittent les aimants au samarium-cobalt en ébauches carrées en fonction de la taille et de la forme requises pour le produit fini, puis les lames diamantées les scient à la taille finale. Le samarium-cobalt étant conducteur d'électricité, il peut être coupé au fil.
En théorie, si l'aimantation et les dimensions plus grandes n'étaient pas prises en compte, le samarium cobalt pourrait être découpé en formes que le fil de coupe peut découper. Les aimants au samarium cobalt ont une très bonne résistance à la corrosion et ne nécessitent généralement pas de placage ou de peinture anticorrosion. De plus, l'aimant au samarium cobalt est très fragile et il n'est pas facile de traiter des produits de petite taille ou à parois minces.
4. Néodyme fer bore (NdFeB)
Le NdFeB est un produit magnétique largement utilisé et en plein développement. En raison de sa propriété magnétique élevée et de sa facilité de traitement, le NdFeB n'a pas un prix très élevé et a donc un champ d'application en pleine expansion, bien qu'il ait été inventé et mis en application il y a plus de 20 ans.
À l'heure actuelle, la zone d'énergie magnétique du NdFeB commercialisé peut atteindre 50 MGOe, soit 10 fois celle de la ferrite. Le NdFeB appartient également aux produits de la métallurgie des poudres et la méthode de traitement est similaire à celle du samarium cobalt.
La température de fonctionnement du NdFeB est d'environ 180 degrés Celsius. Il n'est généralement pas recommandé de dépasser 140 degrés Celsius pour les applications en environnement difficile. Le NdFeB est très facile à corroder, c'est pourquoi la plupart des produits finis sont plaqués ou revêtus.
Les traitements de surface classiques pour le NdFeB comprennent : le nickelage, le zingage, le placage à l'aluminium, l'électrophorèse, etc. S'il fonctionne dans un environnement fermé, il peut également être phosphaté. En raison des propriétés magnétiques élevées du NdFeB, de nombreuses applications l'utilisent pour remplacer d'autres matériaux magnétiques afin de réduire la taille du produit. Les téléphones portables d'aujourd'hui n'auraient pas été plus petits qu'une demi-brique si un aimant en ferrite avait été utilisé dans la fabrication de ses pièces.
Les deux aimants, l'aimant samarium cobalt et l'aimant néodyme fer bore, présentent une bonne usinabilité. Ainsi, la tolérance dimensionnelle des produits est bien meilleure que celle de la ferrite. En général, la tolérance dimensionnelle peut être de (+/-) 0.05 mm.
5. Aluminium-nickel-cobalt (AlNiCo)
Les aimants Alnico ont deux processus : le moulage et le frittage. En Chine, l'aimant Alnico moulé est plus courant. L'aimant Alnico a un produit d'énergie magnétique allant jusqu'à 9 MGOe. La meilleure caractéristique du moteur est sa stabilité thermique. Les aimants Alnico sont résistants à la chaleur et peuvent toujours fonctionner correctement à des températures allant jusqu'à 550° Celsius. Cependant, l'Alnico a tendance à se démagnétiser dans les champs magnétiques inversés. Si les mêmes pôles de deux Alnico sont poussés l'un contre l'autre, le champ magnétique de l'un des aimants sera démagnétisé ou inversé. Par conséquent, il n'est pas adapté pour fonctionner dans un champ magnétique inversé comme les moteurs électriques.
L'Alnico est si dur qu'il peut être meulé et coupé au fil, mais à un coût plus élevé. Le produit fini général est soit bien meulé, soit non meulé. L'Alnico est plus largement utilisé dans le domaine des capteurs.
Principales propriétés des matériaux magnétiques permanents
1. densité du champ magnétique résiduel
Lorsque le matériau de l'aimant permanent dans le champ magnétique externe atteint la saturation, la valeur de l'intensité d'induction magnétique du matériau de l'aimant permanent est liée à la densité magnétique de l'entrefer dans le moteur, lorsque le champ magnétique externe est nul. Plus la valeur de l'intensité de l'induction magnétique est élevée, plus la densité de l'entrefer du moteur sera élevée ; le coefficient de couple, le coefficient de force contre-électromotrice et un autre indice principal du moteur atteignent la valeur optimale ; la charge électrique et la charge magnétique du moteur peuvent être la relation optimale entre les valeurs et l'efficacité du moteur est optimale.
2. force coercitive
Cela signifie que l'intensité du champ magnétique opposé du matériau de l'aimant permanent dans le cas d'une magnétisation à saturation lorsque l'intensité d'induction magnétique résiduelle tombe à zéro. Cet indice est lié à la capacité anti-démagnétisation du moteur, à la densité magnétique de l'entrefer du multiplicateur de surcharge et à d'autres indicateurs. Plus la coercivité est grande, plus la capacité anti-démagnétisation du moteur est forte ; plus le multiplicateur de surcharge est grand et plus l'adaptabilité à la forte démagnétisation de l'environnement de fonctionnement dynamique est forte. Dans le même temps, la magnétisation de l'entrefer du moteur sera également améliorée.
3. Produit énergétique magnétique maximal
Il s'agit de la valeur de l'énergie de champ magnétique maximale qui peut être fournie par un matériau d'aimant permanent à un circuit magnétique externe. Cet indice est directement lié à la quantité de matériau d'aimant permanent dans le moteur : plus le niveau d'énergie magnétique maximale est élevé, plus l'énergie de champ magnétique que le matériau d'aimant permanent peut fournir au circuit magnétique externe est importante, c'est-à-dire que moins de matériau d'aimant permanent est utilisé dans le moteur dans les mêmes conditions de puissance.
4. Coefficient de température
La température est l'un des facteurs les plus importants qui affectent les propriétés magnétiques des matériaux magnétiques permanents. Le pourcentage de changement réversible des propriétés magnétiques lorsque la température change tous les 1 degré Celsius est appelé coefficient de température des matériaux magnétiques. Il peut être divisé en deux types : le coefficient de température d'induction magnétique rémanente et le coefficient de température de coercivité. Cet indice joue un rôle important dans la stabilité des performances du moteur : lorsque le coefficient de température est plus élevé, la quantité de changement sera plus importante du fonctionnement à froid au fonctionnement à chaud. Par conséquent, il limite directement la plage de température d'utilisation du moteur et affecte indirectement son rapport puissance/volume.
5. coercivité intrinsèque
Il s'agit de la valeur de l'intensité du champ magnétique à laquelle la force de magnétisation résiduelle tombe à zéro. La valeur de la coercivité d'induction magnétique sur la courbe de démagnétisation à B = 0 signifie que l'aimant permanent à ce moment-là n'est pas capable de fournir de l'énergie à un circuit magnétique externe, alors que l'aimant permanent a son énergie. Cependant, la valeur de coercivité lorsque M = 0 indique que l'aimant permanent est démagnétisé et n'a pas de stockage d'énergie magnétique. La coercivité intrinsèque elle-même n'a aucun rapport direct avec le point de fonctionnement du moteur, alors qu'elle est la coercivité réelle du matériau magnétique permanent et représente le fait qu'un matériau à aimant permanent possède l'énergie du champ magnétique et également la capacité anti-démagnétisation. L'ampleur de la coercivité intrinsèque est étroitement liée à la stabilité de la température d'un matériau PM. Plus la coercivité intrinsèque est grande, plus la température de fonctionnement peut être élevée pour le matériel d'aimant permanent.
