Les aimants sont utilisés depuis l'antiquité et tout le monde, à l'école, s'est amusé avec des aimants et de la limaille de fer à repérer les flux magnétiques, créant ainsi des figures remarquables.
Deux catégories d'aimants existent :
Les aimants temporaires
Objets ayant été soumis à un champ magnétique, une induction magnétique, mais qui perdent plus ou moins vite leur propriété magnétique. C'est la règle en plastique frottée contre de la laine par exemple.
Les aimants permanents
Ils ont été soumis à un champ magnétique puissant et ne perdent pas leur aimantation.
Les aimants permanents sont de trois compositions principales : aimants en ferrite dure, aimants en Alnico (alliage d'aluminium, nickel et cobalt), ou aimants en terre rare composés soit en samarium-cobalt, soit en néodyme-fer-bore.
Les aimants en ferrite dure, encore nommés céramique sont composés d'oxyde de fer pour 80 %, de baryum ou de strontium, éléments peu onéreux. Ce qui permet un rapport qualité-prix intéressant. On les retrouve dans de nombreuses applications ménagères ou industrielles : les aimants des tableaux aide-mémoire par exemple. Ce sont en quelque sorte les aimants à tout faire.
Les aimants en Alnico sont utilisés dans un environnement où la température est très élevée (500 C). Leur alliage spécifique : fer, cobalt, nickel, aluminium, cuivre, niubium leur confère une résistance mécanique extraordinaire. Produits depuis les années 70 seulement sont composés, selon le tableau de la classification périodique des éléments, d'éléments dont les numéros d'atomes sont compris entre 57 et 71, du lanthane au lutécium.
Les aimants en terre rare
Le procédé de fabrication des aimants en terre rare est très complexe.
Après le mélange très précis des matières premières, exécuté sous vide ou gaz inerte, les particules sont broyées, puis matricées en étant soumises à un champ magnétique afin de diriger les particules métalliques. Le frittage est réalisé dans des fours spéciaux sous vide. Les finitions et le façonnage sont faits avec des machines équipées d'outils diamant compte tenu de la résistance du matériau ainsi obtenu. Vient l'étape du refroidissement, étape là encore très spécifique. Les matériaux sont alors aimantés par imposition d'un champ magnétique extérieur.
Les aimants en samarium résistent jusquà 250 C.
Les aimants en néodyme-fer-bore
Ce sont, de loin, les matériaux magnétiques les plus puissants disponibles à l'heure actuelle. Là où il est nécessaire d'avoir un champ magnétique puissant, dans un espace très limité comme la miniaturisation, ce sont eux qui sont utilisés. Les aimants en néodyme-fer-bore nécessitent jusqu'à cinq fois moins d'espace que les aimants en ferrite dur, pour la même puissance magnétique.
Le néodyme est un métal gris argent. Son nom vient du grec neos (nouveau) et didymos (jumeau) car les chimistes ont cru pendant longtemps que le mélange d'oxyde de praseodume (néodyme) était un corps simple. Ce n'est qu'en 1885 que Carl Auer von Welsbach les a séparés.
Le bore, métalloïde trivalent, se trouve abondamment dans la nature sous forme de Borax. Le bore métallique est noir. C'est l'élément qui possède la résistance à la traction la plus élevée : le nitrure de bore est employé pour réaliser des matériaux aussi durs que le diamant.
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