Température maximale d'utilisation

Des matériaux ferromagnétiques sont magnétisés dans un champ magnétique externe. Lorsque le champ externe est désactivé, une rémanence subsiste. Le matériau reste donc magnétique et peut être utilisé comme aimant. Cependant, la rémanence diminue à haute température. La magnétisation disparaît. Chaque aimant a une température maximale d'utilisation qui est définie afin d'éviter la démagnétisation. Au-delà de cette température, qui dépend du matériau de l'aimant, une démagnétisation peut se produire. Le matériau doit alors être refroidi et remagnétisé.

Les bases physiques

Pour comprendre cet effet, il faut considérer les bases physiques de la rémanence. La rémanence peut être facilement comprise en observant la magnétisation au niveau microscopique des atomes individuels.

Dans les matériaux ferromagnétiques, chaque atome possède un moment magnétique causé par le spin de l'électron d'un électron non apparié. Ce moment magnétique se comporte lui-même comme un petit aimant avec un pôle nord et un pôle sud. Un champ magnétique externe exerce maintenant une force sur les moments magnétiques de tous les spins électroniques qui tourne ces spins et les aligne parallèlement au champ magnétique externe. Une fois les moments magnétiques alignés, il se produit dans les matériaux ferromagnétiques une stabilisation de cet alignement par l'effet de l'interaction d'échange entre les spins des électrons.

L'interaction d'échange a pour conséquence qu'il est énergétiquement plus avantageux que tous les spins des électrons soient parallèles. Toutefois, cette interaction n'a qu'une force limitée. Les électrons eux-mêmes sont mobiles et une influence extérieure peut modifier l'orientation des spins des électrons.

Démagnétisation des aimants

De même que tous les spins des électrons ont été alignés par un champ magnétique extérieur, il est envisageable de mélanger à nouveau les spins des électrons si l'on perturbe le système au point de surmonter l'interaction d'échange entre les spins des électrons. Cela peut se faire par un champ magnétique extérieur qui est opposé au champ magnétique des spins des électrons. Le matériau peut également être démagnétisé par des chocs mécaniques violents, car l'orientation des spins des électrons est alors mécaniquement perturbée.

Une troisième façon de supprimer la rémanence consiste à chauffer le matériau magnétisé. La température d'un corps solide est déterminée par l'énergie cinétique des différents atomes. En chauffant un ferro-aimant, le degré de mouvement des spins des électrons augmente également. Plus l'énergie cinétique (énergie thermique) augmente, plus la probabilité qu'un spin électronique se décale de son alignement parallèle augmente malgré l'interaction d'échange. Si l'énergie thermique est supérieure à l'interaction d'échange, il se produit un désordre rapide des spins électroniques initialement alignés.

Température maximale d'utilisation des aimants : Pas plus élevée que la température de Curie

La température à laquelle un aimant ferromagnétique se transforme en para-aimant est appelée température de Curie. Au-delà de la température de Curie, un matériau magnétisé est complètement démagnétisé. La rémanence tombe donc à zéro. Comme l'interaction d'échange est caractéristique de chaque matériau, les différents matériaux ont également des températures de Curie différentes. Elle est de 769 °C pour le fer, de 1127 °C pour le cobalt et de 358 °C pour le nickel.

En principe, la température maximale d'utilisation ne peut donc pas dépasser la température de Curie du matériau. Pour éviter les démagnétisations même partielles, la température maximale d'utilisation est généralement un peu plus basse que la température de Curie. Le désordre des spins électroniques augmente constamment avec la température. Des distorsions du matériau ou des instabilités générales du matériau peuvent également apparaître à des températures bien inférieures à la température de Curie. C'est pourquoi la température maximale d'utilisation est fixée de manière à ce que la démagnétisation de l'aimant par la chaleur ne se produise en aucun cas en dessous de la température maximale d'utilisation. Le fabricant indique la température maximale d'utilisation de ses aimants par une lettre dans le code de qualité. Une qualité de 50M, par exemple, désigne un aimant avec un produit énergétique de 50 mégaGaussOersted et une température maximale d'utilisation de 100 °C (M). D'autres abréviations sont "N" pour 80 °C, "H" pour 120 °C, "SH" pour 150 °C, "UH" pour 180 °C et "EH" pour 200 °C.

Aimants haute température

Dans notre assortiment, nous proposons les aimants néodyme suivants, adaptés aux températures élevées :

Nous proposons également des aimants bruts en ferrite sous différentes formes, qui peuvent tous être utilisés jusqu'à 250°C :

Autres aimants en ferrite