Sommaire

• 1.0 Histoire
• 2.0 Notions de base sur les aimants
• 3.0 Force magnétique
• 4.0 Blocage des champs magnétiques
• 5.0 Pôles magnétiques
• 6.0 Flux magnétique
• 7.0 Orientation magnétique
• 8.0 Aimants temporaires
• 9.0 Electro-aimants
• 10.0 Assemblages magnétiques
• 11.0 Usinage des aimants
• 12.0 Manipulation & Stockage
• 13.0 Coûts & Conseils de commande

1.0 Un peu d’histoire….

Les anciens Grecs et Chinois ont découvert que certaines pierres rares possédaient des propriétés mystérieuses et attractives. Ces pierres pouvaient attirer de petits morceaux de fer de manière magique, et on a constaté qu’elles pointaient toujours dans la même direction lorsqu’on les laissait se balancer librement, suspendues par un bout de ficelle, ou flottant sur l’eau. Les premiers navigateurs ont utilisé ces aimants pour créer la première boussole qui les aidait à déterminer leur direction en mer. Le nom MAGNET vient de Magnesia, un district de Thessalie, en Grèce, où l’on pense que ces premières « pierres à loger » ont été extraites.

Au cours des millénaires, les aimants ont évolué pour devenir les matériaux à haute résistance que nous avons aujourd’hui. On a découvert qu’en créant des alliages de divers matériaux, on pouvait créer des effets similaires à ceux que l’on trouve dans les lodestones, et augmenter le niveau de magnétisme. Ce n’est qu’au 18e siècle que les premiers aimants artificiels ont été créés, et les progrès dans la création d’alliages magnétiques plus puissants ont été très lents jusqu’aux années 1920, lorsque l’Alnico (un alliage de nickel, d’aluminium et de cobalt) a été formulé. Les ferrites (également appelées céramiques) ont été créées dans les années 1950 et les terres rares dans les années 1970. Depuis lors, la science du magnétisme a explosé de manière exponentielle et des matériaux magnétiques extrêmement puissants ont rendu possible la myriade de dispositifs dont nous disposons aujourd’hui. (haut)

2.0 Qu’est-ce qu’un aimant ?

Certains matériaux, comme le fer ou l’acier, peuvent être rendus magnétiques en les plaçant dans un champ magnétique puissant. Des aimants permanents et temporaires peuvent être fabriqués de cette manière.

Les atomes formant les matériaux qui peuvent être facilement magnétisés comme le fer, l’acier, le nickel et le cobalt sont disposés en petites unités, appelées domaines. Chaque domaine, bien que de taille microscopique, contient des millions de milliards d’atomes et chaque domaine agit comme un petit aimant. Si un matériau magnétique est placé dans un champ magnétique puissant, les domaines individuels, qui pointent normalement dans toutes les directions, se balancent dans la direction du champ magnétisant. Lorsque la plupart des domaines sont alignés dans le champ, le matériau devient un aimant. (haut)

Avant magnétisation:

Après magnétisation:

Que fait un aimant ?

Les aimants font les choses suivantes :

• Attirer certains matériaux – comme le fer, le nickel, le cobalt, certains aciers et d’autres alliages;
• Exercer une force d’attraction ou de répulsion sur d’autres aimants (les pôles opposés s’attirent, les pôles semblables se repoussent);
• Avoir un effet sur les conducteurs électriques lorsque l’aimant et le conducteur se déplacent l’un par rapport à l’autre;
• Avoir un effet sur le chemin emprunté par les particules chargées d’électricité qui se déplacent dans l’espace libre.

Sur la base de ces effets, les aimants transforment l’énergie d’une forme à une autre, sans perte permanente de leur propre énergie. Exemples de fonctions des aimants :

• Mécanique à mécanique – comme l’attraction et la répulsion.
• Mécanique à électrique – comme les générateurs et les microphones.
• Électrique à mécanique – comme les moteurs, les haut-parleurs, la déviation des particules chargées.
• Mécanique à chaleur – comme les dispositifs à courant de Foucault et à couple d’hystérésis.
• Effets spéciaux – comme la magnétorésistance, les dispositifs à effet Hall et la résonance magnétique. (haut)

Comment sont fabriqués les aimants ?

Base Les matériaux magnétiques modernes sont fabriqués par des procédés de moulage, de pressage et de frittage, de collage par compression, de moulage par injection, d’extrusion ou de calandrage. Une fois fabriqués, les aimants doivent souvent faire l’objet d’un traitement supplémentaire par meulage ou d’autres processus d’usinage, puis être assemblés dans un ensemble de niveau suivant. (haut)

Quels sont les différents types d’aimants disponibles ?

Il existe 3 types d’aimants : les aimants permanents, les aimants temporaires et les électro-aimants. Les aimants permanents émettent un champ magnétique sans avoir besoin d’une source externe de magnétisme ou d’énergie électrique. Les aimants temporaires se comportent comme des aimants lorsqu’ils sont fixés ou proches de quelque chose qui émet un champ magnétique, mais perdent cette caractéristique lorsque la source du champ magnétique est supprimée. Les électro-aimants ont besoin d’électricité pour se comporter comme un aimant. (haut)

Qu’est-ce qu’un aimant permanent ?

Les aimants permanents modernes sont faits d’alliages spéciaux qui ont été trouvés par la recherche pour créer des aimants de plus en plus performants. Les aimants permanents ont un champ magnétique qui ne s’allume et ne s’éteint pas comme les électro-aimants. Les familles d’aimants les plus courantes aujourd’hui sont celles composées d’aluminium-nickel-cobalt (Alnicos), de strontium-fer (ferrites, également appelées céramiques), de néodyme-fer-bore (aimants NdfeB, parfois appelés « super-aimants ») et de samarium-cobalt. Les familles du samarium-cobalt et du néodyme-bore-fer sont collectivement connues sous le nom de terres rares. (haut)

Que sont les aimants à terres rares ?

Les aimants à terres rares sont des aimants qui sont fabriqués à partir du groupe d’éléments des terres rares. Les aimants à terres rares les plus courants sont les types néodyme-fer-bore et samarium-cobalt. (haut)

3.0 Quelle est l’intensité du champ magnétique terrestre ?

L’intensité du champ de surface de la Terre est d’environ 0,75 gauss, mais elle varie jusqu’à 10% selon l’intensité du « champ crustal ». Une gamme de 0,85 à 0,60 peut être trouvée à travers le globe. Les orages géomagnétiques peuvent provoquer des changements de 1% à 5% qui durent de quelques heures à un jour environ. (haut)

Les aimants perdront-ils leur puissance avec le temps ?

Les matériaux magnétiques modernes perdent une très faible fraction de leur magnétisme avec le temps. Pour les matériaux en samarium-cobalt, par exemple, il a été démontré que cela représente moins de 1% sur une période de dix ans. Sinon, les aimants permanents sont tout simplement permanents (vous devez faire un certain travail pour essayer activement de les démagnétiser). (top)

Peut-on remagnétiser un aimant qui a perdu son magnétisme ?

À condition que le matériau n’ait pas été endommagé par une chaleur extrême, les aimants peuvent être remagnétisés pour retrouver leur force initiale, s’ils ont été exposés à des conditions qui les ont démagnétisés. (haut)

Comment mesure-t-on la force d’un aimant ?

Le plus souvent, on utilise des gaussmètres, des magnétomètres ou des pull-testers pour mesurer la force d’un aimant. Les Gaussmètres mesurent la force en Gauss, les Magnétomètres mesurent en Gauss ou en unités arbitraires (il est donc facile de comparer un aimant à un autre), et les Pull-Testers peuvent mesurer la traction en livres, kilogrammes, ou autres unités de force. Les Gaussmètres spéciaux peuvent coûter plusieurs milliers de dollars. Nous avons en stock plusieurs types de Gaussmètres qui coûtent entre 400 et 1 500 dollars chacun. (haut)

Si j’ai un néo aimant avec un Br de 12 300 gauss, devrais-je être capable de mesurer 12 300 gauss sur sa surface ?

La réponse simple est non. La valeur Br est mesurée dans des conditions de circuit fermé. Un aimant en circuit fermé n’est pas d’une grande utilité. En pratique, vous mesurerez un champ inférieur à 12 300 Gauss près de la surface de l’aimant. La mesure réelle dépendra de la présence ou non d’acier sur l’aimant, de la distance de la surface à laquelle vous effectuez la mesure et de la taille de l’aimant (en supposant que la mesure est effectuée à température ambiante). Par exemple, un aimant à disque en néodyme de grade 35 de 1″ de diamètre et de 1/4″ de long, mesurera environ 2 500 Gauss à 1/16″ de la surface, et 2 200 Gauss à 1/8″ de la surface. (haut)

Puis-je rendre plus fort un aimant que j’ai déjà ?

Une fois qu’un aimant est complètement magnétisé, il ne peut pas être rendu plus fort – il est « saturé ». En ce sens, les aimants sont comme des seaux d’eau : une fois qu’ils sont pleins, ils ne peuvent pas être plus « pleins ». (haut)

Comment la force d’un aimant diminue-t-elle avec la distance ?

La force d’un champ magnétique diminue de façon à peu près exponentielle avec la distance. Voici un exemple de la façon dont le champ (mesuré en Gauss) chute avec la distance pour un aimant à disque en cobalt de samarium grade 18 qui mesure 1″ de diamètre et 1/2″ de long. (haut)

Quelle est l’équation de l’intensité du champ par rapport à la distance ?

Pour un aimant circulaire avec un rayon de R et une longueur L, le champ à la ligne centrale de l’aimant à une distance X de la surface peut être calculé par la formule suivante (où Br est l’induction résiduelle du matériau):

Il existe des formules supplémentaires qui peuvent être utilisées pour calculer le champ d’un aimant rectangulaire et d’aimants dans d’autres configurations, mais les formules deviennent trop longues et trop complexes pour être incluses ici ! (haut)

4.0 Que puis-je utiliser pour bloquer un champ magnétique ?

Seuls les matériaux qui sont attirés par un aimant peuvent « bloquer » un champ magnétique. Selon l’épaisseur de la pièce de blocage, elle bloquera partiellement ou complètement le champ magnétique. (top)

5.0 Que sont les pôles magnétiques ?

Les pôles magnétiques sont les surfaces d’où émanent les lignes invisibles du flux magnétique et se connectent en revenant à l’aimant. (haut)

Quelles sont les définitions standard de l’industrie des pôles « Nord » et « Sud » ?

Le pôle Nord est défini comme le pôle d’un aimant qui, lorsqu’il est libre de tourner, cherche le pôle Nord de la Terre. En d’autres termes, le pôle Nord d’un aimant cherche le pôle Nord de la Terre. De même, le pôle sud d’un aimant cherche le pôle sud de la Terre. (haut)

Comment pouvez-vous dire quel est le pôle Nord s’il n’est pas marqué ?

Vous ne pouvez pas le dire en regardant. Vous pouvez le dire en plaçant une boussole près de l’aimant. L’extrémité de l’aiguille qui pointe normalement vers le pôle Nord de la Terre pointerait vers le pôle Sud de l’aimant. (haut)

6.0 Comment se comportent les lignes de flux magnétique ?

La réponse générale est « de manière prévisible » ! Les lignes de force sont tridimensionnelles, entourant un barreau aimanté de tous les côtés.

Les pôles semblables se repoussent et les pôles différents s’attirent. Lorsque les pôles opposés d’un aimant sont rapprochés, les lignes de force se rejoignent et les aimants s’attirent.

Lorsque les pôles semblables d’un aimant sont rapprochés, les lignes de force s’éloignent les unes des autres et les aimants se repoussent.

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7.0 Que signifie « direction d’orientation magnétique » ?

La plupart des matériaux magnétiques modernes ont un « grain » en ce sens qu’ils ne peuvent être magnétisés pour un effet maximal que par une seule direction. Il s’agit de la « direction d’orientation », également appelée « axe facile », ou « axe ».

Les aimants non orientés (également appelés « aimants isotropes ») sont beaucoup plus faibles que les aimants orientés, et peuvent être magnétisés dans n’importe quelle direction. Les aimants orientés (également connus sous le nom d' »aimants anisotropes ») ne sont pas les mêmes dans toutes les directions – ils ont une direction préférée dans laquelle ils doivent être magnétisés. (haut)

8.0 Existe-t-il un aimant temporaire ?

Le fer doux et certains alliages de fer peuvent être très facilement magnétisés, même dans un champ faible. Dès que le champ est supprimé, cependant, le magnétisme est perdu. Ces matériaux font d’excellents aimants temporaires qui sont utilisés, par exemple, dans les téléphones et les moteurs électriques. (haut)

9.0 Qu’est-ce qu’un électro-aimant ?

On produit des électro-aimants en plaçant un noyau métallique (généralement un alliage de fer) à l’intérieur d’une bobine de fil transportant un courant électrique. L’électricité dans la bobine produit un champ magnétique, qui est conduit à travers le noyau de fer. Son intensité dépend de l’intensité du courant électrique et du nombre de bobines de fil. Sa polarité dépend du sens de circulation du courant. Lorsque le courant circule, le noyau se comporte comme un aimant, mais dès que le courant s’arrête, les propriétés magnétiques disparaissent. Les moteurs électriques, les téléviseurs, les trains à sustentation magnétique, les téléphones, les ordinateurs et de nombreux autres appareils modernes utilisent des électro-aimants. (top)

10.0 Qu’est-ce qu’un assemblage magnétique ?

Un assemblage magnétique se compose d’un ou plusieurs aimants, et d’autres composants, tels que l’acier, qui affectent généralement le fonctionnement de l’aimant. (haut)

Comment dois-je assembler des aimants à mon appareil ?

• Si un aimant doit être fixé à un appareil, vous pouvez utiliser soit des moyens mécaniques, soit des adhésifs pour fixer l’aimant en place.
• Les adhésifs sont souvent utilisés pour fixer les aimants en place. Si les aimants sont collés sur des surfaces inégales, vous aurez besoin d’un adhésif avec beaucoup de « corps » afin qu’il se conforme à la surface inégale. Les colles chaudes fonctionnent bien pour coller des aimants sur de la céramique, du bois, du tissu et d’autres matériaux. Pour les aimants collés sur du métal, les « super-colles » peuvent être utilisées très efficacement.
• Nous pouvons fournir des aimants flexibles avec un adhésif déjà fixé à l’aimant : tout ce que vous devez faire est de peler le revêtement et de le fixer à votre produit.
• Comme pour toutes les applications adhésives, il est très important de s’assurer que toutes les surfaces à coller sont propres et sèches avant le collage.

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11.0 Puis-je usiner les aimants ?

Les aimants peuvent être usinés. Cependant, les matériaux magnétiques durs – par opposition aux matériaux magnétiques souples ou de type caoutchouc – sont extrêmement difficiles à usiner. Les aimants doivent être usinés à l’aide d’outils diamantés ou de meules souples, et à l’état non magnétisé dans la mesure du possible. En général, il est préférable de ne pas essayer d’usiner des matériaux magnétiques durs à moins d’être familier avec ces techniques d’usinage spécialisées. (haut)

12.0 Conseils pour la manipulation et le stockage des aimants

• Toujours faire attention ! Les aimants peuvent s’enclencher et blesser le personnel ou s’endommager eux-mêmes.
• Gardez les aimants à l’écart des supports magnétiques – tels que les disquettes et les cartes de crédit – et des écrans d’ordinateur.
• Rangez les aimants dans des récipients fermés, afin qu’ils n’attirent pas de débris métalliques.
• Si plusieurs aimants sont stockés, ils doivent être rangés dans des positions d’attraction.
• Les aimants Alnico doivent être stockés avec des « keepers » (plaques de fer ou d’acier magnétique qui relient les pôles de l’aimant) car ils peuvent facilement se démagnétiser.
• Les aimants doivent être tenus à l’écart des stimulateurs cardiaques !

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13.0.1 Quel est le coût des aimants ?

Les coûts des différents matériaux magnétiques varient considérablement de l’un à l’autre. Voici un guide approximatif du coût des aimants.

* Note : les coûts indiqués ici sont des coûts relatifs basés sur des volumes élevés de matériaux d’aimants qui n’ont pas d’usinage spécial ou d’autres caractéristiques.

Sur une base de coût par livre, les aimants au néodyme semblent très coûteux. Cependant, sur une base de coût par BHmax, ils ne semblent pas si coûteux. Souvent, en utilisant un aimant plus puissant, l’ensemble du dispositif dans lequel l’aimant entre peut être miniaturisé, produisant des économies de coûts qui favorisent les matériaux magnétiques plus puissants. (haut)

13.0.2 Comment commander des aimants ?

Pour commander efficacement des aimants, vous devez avoir une bonne idée de ce que vous voulez accomplir. Voici quelques éléments que vous devrez prendre en compte :

• Nature générale de l’application – Tenir, déplacer, soulever, etc.
• Forme de l’aimant souhaité – Disque, anneau, rectangle, etc.
• Dimension de l’aimant souhaité – Diamètre, longueur, largeur, hauteur, etc.
• Tolérances – quelle variation des dimensions est permise.
• Conditions dans lesquelles l’aimant sera utilisé – Température élevée, humidité, extérieur, intérieur, etc.
• Résistance de l’aimant requise – En livres de force de maintien, Gauss, etc.
• L’aimant ne doit pas coûter plus de ? – Cela éliminera certains matériaux de la considération.
• Quantités dont vous aurez besoin

Questions sur les aimants?

Contactez-nous aujourd’hui ou envoyez-nous une demande de devis et faites-nous savoir comment nous pouvons vous aider. (haut)