1. Magnétisme
Les expériences montrent que toute substance peut être plus ou moins magnétisée dans un champ magnétique externe, mais le degré d'aimantation varie. Selon ses caractéristiques dans le champ magnétique externe, le matériau peut être divisé en cinq catégories : paramagnétique, diamagnétique, ferromagnétique, ferrimagnétique et antiferromagnétique. On appelle paramagnétiques et diamagnétiques « faiblement magnétiques », et ferromagnétiques et ferrimagnétiques « fortement magnétiques ».
2. Matériaux magnétiques
Matériau magnétique doux : une magnétisation maximale peut être obtenue avec un champ magnétique externe minimal. Il s'agit d'un matériau magnétique à faible coercivité et à haute perméabilité. Les matériaux magnétiques doux sont faciles à magnétiser et à démagnétiser. Par exemple : ferrite douce, alliage nanocristallin amorphe.
Matériaux magnétiques durs : également appelés matériaux magnétiques permanents, ils désignent des matériaux difficiles à magnétiser et à démagnétiser une fois magnétisés. Leur principale caractéristique est une coercivité élevée, notamment les matériaux magnétiques permanents à base de terres rares, les matériaux magnétiques permanents métalliques et les ferrites permanentes.
Matériaux magnétiques fonctionnels : principalement matériaux magnétostrictifs, matériaux d'enregistrement magnétique, matériaux à magnétorésistance, matériaux à bulles magnétiques, matériaux magnéto-optiques et matériaux à couches minces magnétiques.
3. Matériau d'aimant permanent NdFeB
Le matériau magnétique permanent NdFeB fritté est issu de la métallurgie des poudres. L'alliage fondu est transformé en poudre et pressé sous champ magnétique pour former un compact. Ce compact est ensuite fritté sous gaz inerte ou sous vide pour densifier l'aimant et améliorer sa coercivité. Un traitement thermique de vieillissement est généralement nécessaire, suivi d'un traitement de surface pour obtenir le produit fini.
Le néodyme fer bore lié est composé de poudre d'aimant permanent mélangée à du caoutchouc à bonne enroulement ou à du plastique dur et léger, du caoutchouc et d'autres matériaux de liaison, et directement formé en pièces d'aimant permanent de différentes formes selon les exigences de l'utilisateur.
Le NdFeB pressé à chaud peut atteindre des propriétés magnétiques similaires au NdFeB fritté sans ajouter d'éléments de terres rares lourds, avec une densité élevée, une orientation élevée, une bonne résistance à la corrosion, une coercivité élevée et un moulage presque final, etc. Avantages, mais les performances mécaniques ne sont pas bonnes et le coût de traitement est plus élevé en raison du monopole des brevets.
4. Rémanence Br
Il s'agit de l'intensité d'induction magnétique d'un aimant fritté en néodyme fer bore lorsqu'il est magnétisé par un champ magnétique externe en circuit fermé jusqu'à saturation de la technologie, puis annulation du champ magnétique externe. En termes simples, il s'agit de la force magnétique de l'aimant après magnétisation. Les unités sont le Tesla (T) et le Gauss (Gs), 1Gs = 0,0001T.
5. Coercivité Hcb
Lorsque l'aimant est magnétisé en sens inverse, la valeur du champ magnétique inverse nécessaire pour réduire l'intensité de l'induction magnétique à zéro est appelée force coercitive magnétique. Cependant, la magnétisation de l'aimant n'est pas nulle à ce moment-là ; le champ magnétique inverse appliqué et la magnétisation de l'aimant s'annulent. À ce moment-là, même si le champ magnétique externe est supprimé, l'aimant conserve certaines propriétés magnétiques. 1 A/m = (4π/1 000) Oe, 1 Oe = (1 000/4π) A/m.
6. Coercivité intrinsèque Hcj
L'intensité du champ magnétique inverse nécessaire pour réduire à zéro l'aimantation de l'aimant est appelée coercivité intrinsèque. La classification des classes magnétiques repose sur leur coercivité intrinsèque : faible coercivité N, coercivité moyenne M, forte coercivité H, ultra-forte coercivité UH, extrêmement forte coercivité EH, coercivité maximale TH.
7. Produit énergétique magnétique maximal (BH)max
Elle représente la densité d'énergie magnétique établie par l'espace entre les deux pôles magnétiques de l'aimant, c'est-à-dire l'énergie magnétostatique par unité de volume de l'entrefer, qui est la valeur maximale du produit de B et H. Sa taille indique directement les performances de l'aimant. Dans les mêmes conditions, c'est-à-dire à taille, nombre de pôles et tension de magnétisation identiques, les pièces magnétiques présentant un produit d'énergie magnétique élevé peuvent obtenir un magnétisme de surface plus élevé. Cependant, à valeur (BH)max identique, les niveaux de Br et Hcj ont les effets suivants sur la magnétisation :
Br élevé, Hcj faible : Sous la même tension magnétisante, un magnétisme de surface plus élevé peut être obtenu ;
Br est faible, Hcj est élevé : pour obtenir le même magnétisme de surface, une tension de magnétisation plus élevée est nécessaire.
8. Système SI et système CGS
Le Système international d'unités et le Système gaussien d'unités sont comparables à la différence entre un mètre et un mile dans l'unité de longueur. Il existe une relation de conversion complexe entre le Système international d'unités et le Système gaussien.
9. Température de Curie
Il s'agit de la température à laquelle un matériau magnétique passe d'un état ferromagnétique à un état paramagnétique. Lorsque la température est inférieure à la température de Curie, le matériau devient ferromagnétique. À ce stade, le champ magnétique lié au matériau est difficile à modifier. Lorsque la température est supérieure à la température de Curie, la substance devient paramagnétique, et le champ magnétique de l'aimant peut facilement varier avec le champ magnétique environnant.
La température de Curie représente la limite théorique de température de fonctionnement des matériaux magnétiques. La température de Curie du NdFeB est d'environ 320-380 °C. Le niveau du point de Curie est lié à la structure cristalline formée par frittage de l'aimant. Si la température atteint la température de Curie, les molécules à l'intérieur de l'aimant se déplacent violemment et se démagnétisent, ce qui est irréversible ; une fois démagnétisé, l'aimant peut être à nouveau magnétisé, mais la force magnétique diminue considérablement, n'atteignant qu'environ 501 TP3T de la force initiale.
10. Température de fonctionnement
La température maximale de fonctionnement du NdFeB fritté est bien inférieure à sa température de Curie. La force magnétique diminue lorsque la température augmente, mais elle se rétablit en grande partie après refroidissement.
Relation entre la température de travail et la température de Curie : la température de Curie est plus élevée, la température de travail du matériau magnétique est relativement plus élevée et la stabilité thermique est meilleure. L'ajout de cobalt, de terbium, de dysprosium et d'autres éléments aux matières premières frittées néodyme-fer-bore peut augmenter sa température de Curie. Les produits à haute coercivité (H, SH,…) contiennent donc généralement du dysprosium.
La température maximale de fonctionnement du NdFeB fritté dépend de ses propriétés magnétiques et du choix des points de fonctionnement. Pour un même aimant en NdFeB fritté, plus le circuit magnétique de travail est proche, plus sa température maximale d'utilisation est élevée et plus ses performances sont stables. Par conséquent, la température maximale de fonctionnement de l'aimant n'est pas une valeur fixe, mais varie avec le degré de fermeture du circuit magnétique.
11. Orientation du champ magnétique
Les matériaux magnétiques se divisent en deux types : les aimants isotropes et les aimants anisotropes. Les aimants isotropes ont les mêmes propriétés magnétiques dans toutes les directions et peuvent s'attirer mutuellement à volonté ; les aimants anisotropes ont des propriétés magnétiques différentes selon les directions. La direction dans laquelle ils peuvent obtenir les meilleures propriétés magnétiques est appelée direction d'orientation de l'aimant.
Pour un aimant NdFeB fritté carré, seule la direction d'orientation présente l'intensité du champ magnétique la plus élevée, les deux autres directions étant beaucoup plus faibles. Si le matériau magnétique est soumis à un processus d'orientation lors de sa production, il s'agit d'un aimant anisotrope. Le NdFeB fritté est généralement moulé et pressé par orientation du champ magnétique ; il est alors anisotrope. La direction d'orientation doit donc être déterminée avant la production, tout comme la direction de magnétisation à venir. L'orientation du champ magnétique de la poudre est l'une des technologies clés pour la fabrication de NdFeB haute performance. (La liaison du NdFeB est isotrope et anisotrope.)
12. Magnétique
Il s'agit de l'intensité de l'induction magnétique en un point précis de la surface de l'aimant (le magnétisme de surface du centre et du bord de l'aimant étant différent). Il s'agit de la valeur mesurée par le gaussmètre en contact avec une surface donnée de l'aimant, et non de la performance magnétique globale de l'aimant.
13. Flux magnétique
Supposons que, dans un champ magnétique uniforme d'intensité d'induction magnétique B, il existe un plan d'aire S perpendiculaire à la direction du champ magnétique. Le produit de l'intensité d'induction magnétique B par l'aire S est appelé le flux magnétique traversant ce plan, appelé flux magnétique, et son symbole est « Φ ». Son unité est le Weber (Wb). Le flux magnétique est une grandeur physique qui représente la distribution du champ magnétique. C'est un scalaire, mais ses valeurs positives et négatives ne représentent que sa direction. Φ=B·S, lorsqu'il existe un angle θ entre le plan vertical de S et B, Φ=B·S·cosθ.
14. Galvanoplastie
L'aimant permanent en néodyme fer bore fritté est fabriqué par métallurgie des poudres. Il s'agit d'une poudre chimiquement active. Ses pores et cavités internes sont facilement corrodables et oxydables à l'air. Un traitement de surface rigoureux est donc nécessaire avant utilisation. La galvanoplastie est une méthode de traitement de surface des métaux couramment utilisée.
Les revêtements les plus couramment utilisés pour les aimants puissants néodyme fer bore sont le zingage et le nickelage. Ils présentent des différences évidentes en termes d'aspect, de résistance à la corrosion, de durée de vie et de prix :
Différence de polissage : le nickelage est supérieur au zingage en termes de polissage et offre un aspect plus brillant. Les personnes exigeantes en matière d'apparence choisissent généralement le nickelage, tandis que certains aimants ne sont pas exposés et que le zingage a généralement un impact relativement faible sur l'apparence du produit.
Différence de résistance à la corrosion : le zinc est un métal actif et peut réagir avec l'acide, il a donc une faible résistance à la corrosion ; après un traitement de surface nickelé, sa résistance à la corrosion est plus élevée.
Différence de durée de vie : En raison de la résistance différente à la corrosion, la durée de vie du zingage est inférieure à celle du nickelage. La principale conséquence est que le revêtement de surface se détache facilement après une utilisation prolongée, ce qui entraîne l'oxydation de l'aimant et affecte ses performances magnétiques.
Différence de dureté : Le nickelage est plus résistant que le zincage. Lors de l'utilisation, les collisions sont largement évitées, ce qui peut entraîner l'apparition de coins et d'écaillages sur l'aimant puissant néodyme-fer-bore.
Différence de prix : la galvanisation est très avantageuse à cet égard, et les prix sont classés du plus bas au plus élevé comme la galvanisation, le nickelage, la résine époxy, etc.
15. Aimant simple face
Les aimants ont deux pôles, mais dans certaines positions de fonctionnement, des aimants unilatéraux sont nécessaires. Il est donc nécessaire de recouvrir une face de l'aimant de feuilles de fer afin que la face recouverte soit protégée magnétiquement. Ces aimants sont collectivement appelés aimants unilatéraux. Il n'existe pas de véritable aimant unilatéral.
