Les matériaux magnétiques peuvent être divisés en matériaux magnétiques durs et en matériaux magnétiques doux. Parmi eux, les matériaux magnétiques durs font référence à des matériaux qui sont magnétisés à saturation dans un champ magnétique externe, mais après avoir supprimé le champ magnétique externe, ils peuvent toujours maintenir une rémanence élevée et fournir un champ magnétique stable. , Également appelé matériau à aimant permanent. Profitant de cette caractéristique, les matériaux à aimants permanents sont largement utilisés dans de nombreuses industries telles que l'énergie, l'information et la communication, les transports, les ordinateurs et les équipements médicaux. Ces dernières années, les performances supérieures des matériaux à aimants permanents dans les domaines des appareils électroménagers économes en énergie, des véhicules électriques hybrides/véhicules électriques purs, de l'énergie éolienne et de la production hydroélectrique ont attiré de plus en plus d'attention.

L'application et la recherche de matériaux d'aimants permanents ont commencé à la fin du XIXe siècle. Avec l'étude approfondie du magnétisme des matériaux et l'amélioration de divers procédés de fabrication, la recherche de matériaux d'aimants permanents comprend principalement trois étapes : les aimants en alliage métallique, les matériaux magnétiques en ferrite et les matériaux d'aimants permanents en terres rares. Parmi eux, bien que les aimants en alliage métallique et les matériaux magnétiques en ferrite présentent les avantages de matières premières peu coûteuses et abondantes, leur produit d'énergie magnétique maximum (BH) max est généralement inférieur à 10 MGOe et leurs propriétés magnétiques sont médiocres. Ils sont donc progressivement remplacés par matériaux d'aimants permanents de terres rares.

Depuis son apparition au début des années 1960, après des décennies de développement, trois générations de matériaux d'aimants permanents de terre rare ayant une valeur pratique ont été formées : le matériau d'aimant permanent de terre rare de première génération (SmCo5), le matériau d'aimant permanent de terre rare de deuxième génération (Sm2Co17 ) Et le matériau d'aimant permanent de terre rare de troisième génération (Nd2Fe14B).

Menu classement :

1.1 Aimants AlNiCo

AlNiCo (AlNiCo) est le premier matériau d'aimant permanent développé, qui est un alliage composé d'aluminium, de nickel, de cobalt, de fer et d'autres éléments de métaux traces. Le matériau d'aimant permanent Alnico a été développé avec succès dans les années 1930. À cette époque, il avait les meilleures propriétés magnétiques et un faible coefficient de température, il était donc le plus largement utilisé dans les moteurs à aimants permanents. Après les années 1960, avec l'avènement des aimants permanents en ferrite et des aimants permanents en terres rares, l'application d'aimants permanents alnico dans les moteurs a été progressivement remplacée et la proportion a montré une tendance à la baisse.

L'aimant permanent Alnico (Alnico) est un alliage de fer, en plus du fer, également ajouté de l'aluminium (Al), du nickel (Ni), du cobalt (Co) et une petite quantité d'autres ingrédients pour améliorer les propriétés magnétiques. Le nom du terme anglais"Alnico"est formé en fusionnant les symboles des éléments des trois ajouts principaux.

L'alliage Alnico a une coercivité élevée et une température de Curie élevée. L'alliage Alnico est dur et cassant et ne peut pas être travaillé à froid (travail à froid). Il doit être fabriqué par des procédures de coulée ou de frittage (frittage). Alnico peut générer des champs magnétiques jusqu'à 0,15 Tesla. Pour donner un exemple d'alliage Alnico coulé anisotrope avec des propriétés intermédiaires, la composition d'Alnico-6 est de 8% Al, 16% Ni, 24% Co, 3% Cu, 1% Ti, et les autres sont Fe. Alnico-6 a un produit d'énergie magnétique maximum (BHmax) de 3,9 mégagauss-oesteds (MG Oe), une coercivité de 780 oersted, une température de Curie de 860 °C et une température de fonctionnement maximale de 525 °C.

Classification

Selon différents processus de production, il est divisé en AlNiCo fritté (AlNiCo fritté) et en AlNiCo coulé (Cast AlNiCo). Les formes des produits sont principalement rondes et carrées. Le processus de moulage peut être transformé en différentes tailles et formes ; par rapport au processus de coulée, le produit fritté est limité à une petite taille, et la tolérance dimensionnelle de l'ébauche produite par celui-ci est meilleure que celle du produit de coulée, et la propriété magnétique est légèrement inférieure à celle du produit de coulée, mais il peut être Processability est meilleur. Parmi les matériaux d'aimants permanents, l'aimant permanent moulé AlNiCo a le coefficient de température réversible le plus bas, et la température de travail peut atteindre 600 degrés Celsius. Les produits à aimants permanents Alnico sont largement utilisés dans divers instruments et autres domaines d'application.

Avantages

Les avantages des aimants AlNiCo sont une rémanence élevée (jusqu'à 1,35T) et un faible coefficient de température. Lorsque le coefficient de température est de -0,02 %/℃, la température de fonctionnement maximale peut atteindre environ 520 ℃. L'inconvénient est que la force coercitive est très faible (généralement inférieure à 160 kA/m) et que la courbe de démagnétisation est non linéaire. Par conséquent, bien que les aimants AlNiCo soient facilement magnétisés, ils sont également facilement démagnétisés.

Applications

De nombreux produits industriels et de consommation nécessitent des aimants permanents puissants. Par exemple, les moteurs électriques, les micros de guitare électrique, les microphones, les capteurs, les haut-parleurs, les tubes à ondes progressives, les aimants de vache, etc., utilisent tous des aimants alnico. Mais maintenant, de nombreux produits utilisent à la place des aimants de terres rares, car ce type de matériau peut donner un champ magnétique plus fort (Br) et un produit énergétique maximum plus élevé (BHmax), permettant de réduire la taille du produit.

1.2 Alliage magnétique permanent Fe-chrome-cobalt

Les principaux composants sont le fer, le chrome et le cobalt, et il contient également du molybdène et une petite quantité de titane et de silicium. Ses performances de traitement sont bonnes et il peut subir une déformation plastique à froid et à chaud.Ses propriétés magnétiques sont similaires à celles des alliages d'aimants permanents AlNiCo, et ses propriétés magnétiques peuvent être améliorées par déformation plastique et traitement thermique. Il est utilisé pour fabriquer divers petits composants magnétiques avec une petite section transversale et une forme complexe.

2.1 Aimants en ferrite

L'aimant en ferrite est un matériau d'aimant permanent fritté composé de ferrite de baryum et de strontium. Ce type de matériau magnétique a non seulement de fortes performances anti-démagnétisation, mais présente également l'avantage d'un faible coût. Les aimants en ferrite sont rigides et cassants et nécessitent des processus d'usinage spéciaux. Du fait que l'aimant opposé est orienté selon le sens de fabrication, il doit être aimanté dans le sens pris, alors que l'aimant homosexuel peut être aimanté dans n'importe quel sens car il n'est pas orienté, bien qu'une induction magnétique un peu plus forte se retrouve sur le côté où la pression est souvent la plus faible. Le produit de l'énergie magnétique varie de 1,1 MGOe à 4,0 MGOe. En raison de leur faible coût, les aimants en ferrite ont une large gamme d'applications, des moteurs, des haut-parleurs aux jouets et à l'artisanat,

Caractéristiques du matériau

Produit par la méthode de la métallurgie des poudres, le magnétisme résiduel est faible et la perméabilité magnétique de récupération est faible. Grande force coercitive, forte capacité anti-démagnétisation, particulièrement adaptée à la structure de circuit magnétique dans des conditions de travail dynamiques. Le matériau est dur et cassant et peut être utilisé pour couper avec des outils diamantés. La matière première principale est l'oxyde, il n'est donc pas facile à corroder. Température de fonctionnement : -40°C à +200°C.

Les aimants en ferrite sont en outre divisés en anisotropie (anisotropie) et isotropie (isotropie). Le matériau d'aimant permanent en ferrite frittée isotrope a de faibles propriétés magnétiques, mais il peut être magnétisé dans différentes directions de l'aimant; le matériau d'aimant permanent en ferrite frittée anisotrope possède de fortes propriétés magnétiques, mais il ne peut être magnétisé que le long de la direction de l'aimant. Aimantation de direction d'aimantation prédéterminée.

Différences avec les aimants NdFeB

Un aimant en ferrite est un oxyde métallique aux propriétés ferromagnétiques. En termes de propriétés électriques, la résistivité de la ferrite est beaucoup plus grande que celle des matériaux magnétiques métalliques et alliés, et elle a également des propriétés diélectriques plus élevées. Il a également été démontré que les propriétés magnétiques de la ferrite ont une perméabilité magnétique plus élevée à des fréquences élevées. Par conséquent, la ferrite est devenue un matériau magnétique non métallique largement utilisé dans le domaine des hautes fréquences et des courants faibles. Appartenant aux matériaux magnétiques non métalliques, il s'agit d'un oxyde (ou ferrite) composite d'oxyde ferrique magnétique et d'un ou plusieurs autres oxydes métalliques. La force magnétique est généralement de 800 à 1 000 gauss et est souvent utilisée dans les haut-parleurs, les haut-parleurs et d'autres équipements.

Les avantages des aimants NdFeB sont des performances de coût élevées et de bonnes propriétés mécaniques; les inconvénients sont que le point de température de Curie est bas, les caractéristiques de température sont médiocres et il est facile d'être pulvérisé et corrodé. Il doit être ajusté en ajustant sa composition chimique et en adoptant des méthodes de traitement de surface. L'amélioration peut répondre aux exigences de l'application pratique. NdFeB appartientà la troisième génération de matériaux d'aimants permanents de terres rares. Il a les caractéristiques de petite taille, de poids léger et de fort magnétisme. C'est l'aimant avec le meilleur rapport performance/prix à l'heure actuelle. Les avantages d'une densité d'énergie élevée font que les matériaux d'aimants permanents NdFeB sont largement utilisés dans l'industrie moderne et la technologie électronique. A l'état d'aimants nus, la force magnétique peut atteindre environ 3500 Gauss.

2.2 Aimants en caoutchouc

L'aimant en caoutchouc est une sorte de série de matériaux magnétiques en ferrite, qui est faite de poudre magnétique de ferrite liée et de caoutchouc synthétique, et est fabriquée par moulage par extrusion, moulage par calandrage, moulage par injection et autres procédés. Il a de la douceur, de l'élasticité et de la torsion. l'aimant. Il peut être transformé en bandes, rouleaux, feuilles, blocs, anneaux et diverses formes complexes.

Caractéristiques originales

Il a de la flexibilité, de l'élasticité et de la pliabilité, et peut être produit en rouleaux, feuilles, bandes, blocs, anneaux et diverses formes complexes par extrusion, calandrage, injection, formage de moules et autres procédés. Sa surface peut également être recouverte d'une feuille de PVC, de papier couché, de ruban adhésif double face, enduit d'huile UV, ou imprimée en couleur et découpée en différentes formes.

Fonctionnalités de traitement

Les aimants en caoutchouc sont composés de poudre magnétique (SrO6, Fe2O3), de polyéthylène chloré (CPE) et d'autres additifs (EBSO, DOP), etc., et sont fabriqués par extrusion et calandrage. Les aimants en caoutchouc peuvent être homosexuels ou hétérosexuels et peuvent être pliés, tordus ou enroulés. Il peut être utilisé sans autre usinage, et la forme peut être coupée en fonction de la taille requise, et il peut également être recouvert de PVC, d'adhésif, d'huile UV, etc. selon les exigences du client. Son produit d'énergie magnétique est de 0,60 à 1,50 MGOe.

Processus de production

Ingrédients→mélange→extrusion/calandrage/moulage par injection→traitement→magnétisation→inspection→emballage

test de performance

Apparence, taille, propriétés magnétiques, polarité magnétique, dureté, gravité spécifique, résistance à la traction, résistance au vieillissement, performances de rotation

Champ d'application de l'industrie

Domaines d'application des aimants en caoutchouc : réfrigérateurs, porte-affiches, attaches pour fixer des objets sur des corps métalliques pour la publicité, etc., feuilles magnétiques pour jouets, instruments pédagogiques, interrupteurs et capteurs. Principalement utilisé dans des industries telles que les micromoteurs, les réfrigérateurs, les armoires de désinfection, les armoires de cuisine, les jouets, la papeterie et les publicités.

3.1 Aimants samarium cobalt

Le samarium cobalt (SmCo), en tant qu'aimant permanent de terres rares de deuxième génération, a non seulement un produit d'énergie magnétique élevée (14-32MGOe) et une force coercitive fiable, mais présente également de bonnes caractéristiques de température dans la série d'aimants permanents de terres rares. Comparé à NdFeB, SmCo est plus adapté pour travailler dans un environnement à haute température.

SmCo5 Sm2Co17

Rémanence Br>1.05T (>10.5kGs)

Coercitivité d'induction magnétique HcB>676kA/m (>8.5kOe)

Coercitivité intrinsèque Hcj>1194kA/m (>15kOe)

Produit énergétique maximal (BH) max>209.96kJ/m3(26~30MGs.Oe)

Coefficient de température Br -0,03 %/℃

Perméabilité magnétique réversible μ 1,03H/m

Température de Curie Tc 670~850℃

3.2 Aimants au néodyme

L'aimant au néodyme, également connu sous le nom d'aimant NdFeB (aimant NdFeB), est un cristal tétragonal formé de néodyme, de fer et de bore (Nd2Fe14B). En 1982, Masato Sagawa de Sumitomo Special Metals a découvert les aimants au néodyme. Le produit d'énergie magnétique (BHmax) de cet aimant est supérieur à celui de l'aimant au samarium cobalt, et c'était le matériau avec le plus grand produit d'énergie magnétique au monde à cette époque. Plus tard, Sumitomo Special Metals a développé avec succès le procédé de métallurgie des poudres, et General Motors a développé avec succès le procédé de filage à l'état fondu, qui a permis de préparer des aimants NdFeB. Ce type d'aimant est le deuxième aimant permanent le plus magnétique après l'aimant holmium zéro absolu, et c'est aussi l'aimant de terres rares le plus couramment utilisé. Les aimants NdFeB sont largement utilisés dans les produits électroniques, tels que les disques durs, les téléphones portables,

Classification

Le NdFeB est divisé en NdFeB fritté et en NdFeB lié. Le NdFeB collé est magnétique dans toutes les directions et résiste à la corrosion ; et le NdFeB fritté est facile à corroder et la surface doit être revêtue. Généralement, il y a galvanisé, nickel, zinc respectueux de l'environnement, nickel respectueux de l'environnement, nickel-cuivre-nickel, nickel-cuivre-nickel respectueux de l'environnement, etc. Le NdFeB fritté est généralement divisé en magnétisation axiale et magnétisation radiale, selon le surface de travail requise.

Composition chimique

Le matériau d'aimant permanent NdFeB est un matériau d'aimant permanent basé sur le composé intermétallique Nd2Fe14B. Les principaux composants sont les éléments de terres rares néodyme (Nd), fer (Fe), bore (B). Parmi eux, l'élément terre rare est principalement le néodyme (Nd). Afin d'obtenir des propriétés différentes, il peut être partiellement remplacé par d'autres métaux de terres rares comme le dysprosium (Dy) et le praséodyme (Pr). Le fer peut également être partiellement remplacé par d'autres métaux tels que le cobalt (Co) et l'aluminium (Al). La teneur en bore est faible, mais elle joue un rôle important dans la formation de composés intermétalliques à structure cristalline tétragonale, ce qui confère aux composés une magnétisation à saturation élevée, une anisotropie uniaxiale élevée et une température de Curie élevée.

L'aimant permanent aux terres rares de troisième génération NdFeB est l'aimant permanent le plus puissant parmi les aimants contemporains. Ses principales matières premières sont le métal des terres rares néodyme 29%-32,5%, l'élément métallique fer 63,95-68,65%, l'élément non métallique bore 1,1-1,2% et le dysprosium 0,6-8% niobium 0,3-0,5% aluminium 0,3-0,5% cuivre 0,05 -0,15% et autres éléments.

Flux de processus

Processus technologique : dosage → lingot de fusion/filature → fabrication de poudre → pressage → frittage et revenu → test magnétique → broyage → coupe de broches → galvanoplastie → produit fini. Les ingrédients sont la base, et le frittage et la trempe sont la clé.

Outils de production d'ébauches d'aimants NdFeB et outils de test de performance : four de fusion, four à bande, concasseur à mâchoires, broyeur à jet, machine de moulage par compression, machine d'emballage sous vide, machine de pressage isostatique, four de frittage, four sous vide de traitement thermique, instrument de test de performance magnétique, compteur de Gauss.

Outils d'usinage à aimant NdFeB : meuleuse sans centre, machine à arrondir, meuleuse à double extrémité, meuleuse plate, trancheuse, meuleuse à double face, coupe-fil, perceuse d'établi, meuleuse de forme spéciale, etc.

Application

Les matériaux d'aimants permanents NdFeB frittés ont d'excellentes propriétés magnétiques et sont largement utilisés dans l'électronique, les machines électriques, les équipements médicaux, les jouets, les emballages, les machines de quincaillerie, l'aérospatiale et d'autres domaines. Les plus courants sont les moteurs à aimants permanents, les haut-parleurs, les séparateurs magnétiques, les lecteurs de disque d'ordinateur, les instruments d'équipement d'imagerie par résonance magnétique, etc.