La production d'aimants en néodyme et les particularités des superaimants

Mis à part les électroaimants, les aimants en néodyme sont les plus puissants au monde. Le pouvoir de maintien ou adhésion est très élevé même avec de petites versions et ne doit jamais être sous-estimé. Les aimants en ferrite ne sont même pas près de les égaler en termes de force d'aimant. Mais que sont les aimants en néodyme et comment fonctionne exactement la production d'aimants? Nous clarifions cela ci-dessous.

Comment sont fabriqués les aimants en néodyme?

La production de puissants aimants au néodyme se déroule en plusieurs phases consécutives. Comme leur nom l'indique, ils sont constitués, entre autres, de néodyme. Cette substance appartient aux terres dites rares et est attribuée aux lanthanides. Dans la nature, le métal ne se trouve que dans des composés chimiques, principalement avec des minéraux. Pour favoriser la substance lors de la fabrication de l'aimant et la séparer des autres substances associées, une extraction est nécessaire, par exemple dans un four à électrolyse. Le néodyme obtenu est l'un des trois matériaux de base pour la fabrication d'aimants néodyme.

L'étape suivante consiste à créer un alliage de néodyme, de fer et de bore (chimie: NdFeB). Les tissus sont pesés puis placés dans un four à induction sous vide. Chaque fabricant d'aimants ne jure que par sa propre recette et ajoute d'autres éléments tels que le cobalt ou le cuivre aux matériaux de base. Avec ces ajouts, les aimants peuvent finir par acquérir des propriétés supplémentaires telles que la résistance à la corrosion. Les substances mélangées sont fondues ensemble dans le four. L'alliage résultant est ensuite placé dans des moules. Selon la composition, la qualité des aimants en néodyme varie après la production.

Les formes obtenues sont ensuite directement rebroyées ou fragilisées et amenées à une granulométrie d'environ trois micromètres. La poudre fine était alors déjà pressée et compactée plusieurs fois avec différentes techniques. Finalement, le soi-disant corps vert reste, qui n'a qu'un léger effet magnétique et a une texture friable.

La dernière étape de fabrication dans la production d'aimants est le frittage. Cette partie du processus de fabrication implique le compactage et la cuisson de l'alliage sous haute pression et à haute température. Cela crée la forme finale des aimants. Après ce processus, les ébauches sont finalement lentement refroidies. Diverses réactions chimiques garantissent qu'une structure cristalline spéciale est créée dans l'aimant, ce qui est particulièrement avantageux pour la suite magnétisation.

Comment est fabriqué un aimant? Le traitement de surface détermine la qualité

Les aimants refroidis sont finis techniquement après frittage, mais n'ont toujours pas l'air de haute qualité. Deux étapes supplémentaires sont donc nécessaires pour finir les surfaces des aimants en néodyme après la production. Tout d'abord, ils sont poncés pour éliminer les aspérités et les bosses. Selon les tolérances spécifiées, le matériau peut toujours être coupé à la taille souhaitée.

Si l'aimant a les bonnes dimensions, les surfaces doivent être scellées avec une couche protectrice. Pour cette étape, le matériel doit être parfaitement propre et sec. Il existe de nombreux revêtements magnétiques différents pour la fabrication d'aimants en néodyme. Le placage le plus couramment utilisé est un placage Ni-Cu-Ni, qui est une composition nickel-cuivre-nickel.
Les autres revêtements possibles sont:

• Dorure (Ni-Cu-Ni-Au)
• Chrome (Ni-Cu-Ni-Cr)
• Cuivre (Ni-Cu)
• Résine epoxy (Ni-Cu-Ni-Epoxy)
• Zinc (Zn)

Maintenant, seul le processus de magnétisation proprement dit manque. Ce procédé de fabrication d'aimants en néodyme est mis en œuvre avec une bobine magnétique dont la force magnétique est au moins trois fois supérieure à la force souhaitée des nouveaux aimants. La charge des aimants doit être fixée bien avant le début du processus, sinon ils se repousseront ou s'attireront immédiatement après la magnétisation. La bobine délivre une impulsion de magnétisation aux aimants bruts, provoquant le réalignement des cristaux à l'intérieur. Désormais, les ébauches sont magnétisées en permanence: C'est ainsi que fonctionne la production d'aimants permanents.

Différences dans la fabrication d'aimants: Pourquoi les aimants en néodyme sont-ils si puissants?

Les aimants en néodyme sont aussi souvent appelés super aimants. Comparés aux aimants en ferrite, ils sont beaucoup plus attractifs. Certains d'entre eux supportent six cents fois leur propre poids. La densité d'énergie est exprimée en kilojoules par mètre cube (kJ/m3). Un exemple numérique peut être utilisé pour montrer la différence entre les aimants en ferrite et les aimants en néodyme : les aimants en ferrite ont généralement une densité d'énergie d'environ 30 kJ/m3. Les aimants au néodyme, en revanche, ont une densité d'énergie maximale presque vingt fois supérieure, égale à environ 500 kJ/m3.

TYPE D'AIMANT
	Ferrite	Néodyme
Densité énergétique	30 kJ/m³	500 kJ/m³
Champs d'application	Espace privé, Domestique	Industrie

Ces derniers ne sont généralement pas utilisés dans le secteur privé, mais de préférence dans l'industrie ou des domaines de travail similaires. La raison de leur énorme pouvoir adhésif réside dans le composé chimique et la structure cristalline. Cela a une grande anisotropie et en même temps des forces de champ coercitives extrêmement élevées.

À quel point les super aimants en néodyme sont-ils dangereux?

L'utilisation d'aimants en néodyme doit toujours être bien pensée. Leur force adhésive extrêmement élevée peut entraîner de graves ecchymoses, des ecchymoses ou même des fractures si elles sont manipulées avec négligence. Les métaux ont souvent des bords durs qui peuvent blesser la peau s'ils ne sont pas manipulés correctement. Par conséquent, vous devez porter des gants rembourrés pour toutes les applications d'aimant.

Lorsque vous rapprochez deux aimants, vous devez également tenir compte du fait qu'ils s'attirent à distance et que des situations dangereuses inattendues peuvent se produire. L'alliage de néodyme est cassant dans cet état. En raison des forces élevées, des copeaux de métal peuvent se détacher des aimants et blesser la peau en cas d'impact matériel.

Fabriquez vos propres aimants: Voici comment

Tout ce dont vous avez besoin est un clou en fer et un aimant en fer pour magnétiser le premier. Placez d'abord le clou sur une surface neutre, telle qu'une assiette en bois ou en plastique. Ensuite, caressez le clou de fer environ 50 fois avec l'aimant. Assurez-vous de vous en tenir à une seule direction.
L'ongle est maintenant magnétisé! Vous pouvez facilement vérifier cela, par exemple, en plaçant le clou près d'un trombone ou quelque chose de similaire. Ce dernier est désormais attiré par le clou de fer.