Qu’est-ce qu’un aimant en cobalt ?
Les aimants en cobalt sont des aimants contenant du cobalt.
Le plus souvent, il s’agit d’aimants en cobalt-samarium. Lorsque le cobalt ferromagnétique et le samarium, une terre rare, sont alliés dans une composition de 1:5 ou 2:17, ils ont les propriétés d’un aimant puissant. Après les aimants en néodyme, les aimants en cobalt ont la force magnétique la plus forte et présentent d’excellentes caractéristiques de température, ce qui en font des aimants importants dans l’industrie.
Utilisations des aimants en cobalt
Les aimants cobalt sont supérieurs aux aimants néodyme en termes de caractéristiques de température. Leur force magnétique ne diminue pas à haute température, ce qui les rend appropriés pour les applications où la stabilité de la température est requise. En revanche, ils sont fragiles et se cassent facilement. Il convient donc de les utiliser avec précaution dans les applications qui requièrent de la force.
Voici quelques exemples d’applications des aimants en cobalt :
- Moteurs électriques dans les équipements de bureautique
- Moteurs industriels, par exemple pour la conduite de véhicules électriques
- Capteurs rotatifs
- Pièces de précision pour applications médicales
- Équipements acoustiques et générateurs
Principe des aimants en cobalt
Le terme aimant en cobalt est un terme générique désignant les aimants dont le cobalt est l’ingrédient principal. Ils sont créés par l’alliage du cobalt avec d’autres éléments métalliques.
Le cobalt est un métal de transition dont le numéro atomique est 27 et le symbole élémentaire Co, et qui est ferromagnétique. Il appartient au groupe 9 du tableau périodique, le même groupe que le fer, et a une couleur blanc argenté et des propriétés similaires à celles du fer. Il est également dur et résistant à l’oxydation.
Types d’aimants en cobalt
Les aimants en cobalt sont classés en deux types : les aimants en cobalt alnico et les aimants en cobalt samarium.
1. Aimants en cobalt samarium
Le samarium est un élément de terre rare dont le numéro atomique est 62 et le symbole Sm. Il a une couleur blanc-grisâtre et des propriétés douces. Le samarium lui-même n’est pas ferromagnétique. Il devient hautement magnétique lorsqu’il est combiné avec du cobalt pour former des alliages SmCo5 (série 1-5) ou Sm2CO17 (série 2-17).
Parce qu’ils sont plus stables thermiquement et plus résistants à la corrosion que les aimants au néodyme, ils sont utilisés dans les produits automobiles tels que les capteurs magnétiques, les actionneurs pour les caméras de smartphones et les équipements médicaux. En revanche, leur faible résistance mécanique limite leur utilisation.
Lorsque ces aimants ont été développés pour la première fois, leur composition était de 5 cobalt pour 1 samarium, mais le physicien japonais Yoshio Tawara a mis au point un aimant en cobalt auquel ont été ajoutés, en plus du samarium et du cobalt, plusieurs éléments de métaux de transition tels que le fer, le cuivre et le zirconium. Les résultats de la recherche ont montré que cet aimant présente des performances très élevées parmi les aimants en cobalt.
Un exemple de la composition des aimants en cobalt-samarium actuellement sur le marché est celui qui contient 51% en poids de cobalt, 26% en poids de samarium, 17% en poids de fer et 6% en poids de cuivre. Ils sont supérieurs aux autres aimants en termes de résistance à la chaleur, mais tendent à être plus chers parce qu’ils contiennent plus de cobalt.
2. Aimants Alnico
Ces aimants sont formés d’un alliage contenant de l’aluminium, du nickel, du cobalt, du fer et du titane. Leur nom provient des initiales de l’aluminium (Aluminum), du nickel (Nickel) et du cobalt (Cobalt).
Cet aimant se caractérise par une susceptibilité magnétique et une résistance à la chaleur élevées. Généralement ils sont utilisés dans les équipements industriels tels que les équipements audio, les moteurs et les générateurs. Ils sont souvent utilisés dans des environnements à haute température, car leurs propriétés magnétiques changent avec la température.
Il existe plusieurs types d’aimants alnico, dont l’alnico 2, l’alnico 5 et l’alnico 8.
L’alnico 2 possède la force magnétique la plus forte de tous les aimants alnico et est utilisé dans les micros des appareils acoustiques. L’alnico 5 a une force magnétique stable à haute température et est utilisé dans les équipements industriels tels que les moteurs et les générateurs. L’Alnico 8 a une force magnétique plus importante que l’Alnico 5 et génère une énergie magnétique plus élevée. Il est donc utilisé dans les moteurs et les générateurs pour des performances plus élevées.
Autres informations sur les aimants en cobalt
Combustion des aimants en cobalt
Les aimants en cobalt peuvent s’enflammer dans certaines conditions et doivent être manipulés avec précaution. Ils sont notamment susceptibles de s’enflammer lorsque la surface de l’aimant est sèche ou proprement polie et peuvent brûler à basse température.
De plus, les aimants en cobalt sont facilement ébréchés par les chocs, ce qui peut entraîner la formation d’une fine poudre d’alliage de cobalt. Cette poudre métallique présente un risque de combustion spontanée. L’aimant en cobalt doit être utilisé en toute sécurité et il faut éviter de l’utiliser de manière à ce que l’aimant en cobalt s’use et produise une poudre d’alliage.