Apprenez quels sont les métaux magnétiques et pourquoi

Les aimants sont des matériaux qui produisent des champs magnétiques qui attirent des métaux spécifiques. Chaque aimant a un pôle nord et un pôle sud. Les pôles opposés s'attirent, tandis que les pôles similaires se repoussent.

Alors que la plupart des aimants sont fabriqués à partir de métaux et d'alliages métalliques, les scientifiques ont imaginé des moyens de créer des aimants à partir de matériaux composites, tels que les polymères magnétiques.

Le magnétisme dans les métaux est créé par la distribution inégale des électrons dans les atomes de certains éléments métalliques. La rotation et le mouvement irréguliers causés par cette distribution inégale d'électrons déplacent la charge à l'intérieur de l'atome d'avant en arrière, créant des dipôles magnétiques.

Lorsque les dipôles magnétiques s'alignent, ils créent un domaine magnétique, une zone magnétique localisée qui a un pôle nord et un pôle sud.

Dans les matériaux non magnétisés, les domaines magnétiques sont orientés dans des directions différentes, s'annulant mutuellement. Alors que dans les matériaux magnétisés, la plupart de ces domaines sont alignés, pointant dans la même direction, ce qui crée un champ magnétique. Plus il y a de domaines qui s'alignent, plus la force magnétique est forte.

• Aimants permanents (également appelés aimants durs) sont ceux qui produisent constamment un champ magnétique. Ce champ magnétique est causé par le ferromagnétisme et est la forme la plus puissante de magnétisme.
• Aimants temporaires (également appelés aimants doux) ne sont magnétiques qu'en présence d'un champ magnétique.
• Électroaimants nécessitent un courant électrique pour parcourir leurs fils de bobine afin de produire un champ magnétique.

Les écrivains grecs, indiens et chinois ont documenté les connaissances de base sur le magnétisme il y a plus de 2000 ans. La majeure partie de cette compréhension était basée sur l'observation de l'effet de la lodestone (un minéral de fer magnétique naturel) sur le fer.

Les premières recherches sur le magnétisme ont été menées dès le XVIe siècle, cependant, le développement d'aimants modernes à haute résistance n'a eu lieu qu'au XXe siècle.

Avant 1940, les aimants permanents n'étaient utilisés que dans des applications de base, telles que les boussoles et les générateurs électriques appelés magnétos. Le développement des aimants en aluminium-nickel-cobalt (Alnico) a permis aux aimants permanents de remplacer les électro-aimants dans les moteurs, les générateurs et les haut-parleurs.

La création d'aimants au samarium-cobalt (SmCo) dans les années 1970 a produit des aimants avec une densité d'énergie magnétique deux fois plus élevée que tout autre aimant disponible auparavant.

Au début des années 80, de nouvelles recherches sur les propriétés magnétiques des éléments des terres rares ont découverte d'aimants néodyme-fer-bore (NdFeB), ce qui a conduit à un doublement de l'énergie magnétique sur SmCo aimants.

Les aimants en terres rares sont désormais utilisés dans tout, des montres-bracelets et iPad aux moteurs de véhicules hybrides et aux éoliennes.

Les métaux et autres matériaux ont différentes phases magnétiques, en fonction de la température de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Par conséquent, un métal peut présenter plus d'une forme de magnétisme.

Le fer, par exemple, perd son magnétisme et devient paramagnétique lorsque chauffé au-dessus de 1418 ° F (770 ° C). La température à laquelle un métal perd sa force magnétique s'appelle sa température de Curie.

Le fer, le cobalt et le nickel sont les seuls éléments qui - sous forme métallique - ont des températures de Curie supérieures à la température ambiante. Ainsi, tous les matériaux magnétiques doivent contenir l'un de ces éléments.