Qu’est-ce qu’un aimant Alnico ?
Les aimants Alnico sont fabriqués à partir d’aluminium, de nickel et de cobalt.
Du cuivre et d’autres éléments sont parfois ajoutés comme additifs et utilisés comme aimants permanents puissants. Ils ne sont pas aussi courants que les aimants en ferrite en raison de l’insécurité de l’approvisionnement en matières premières. Leur inconvénient est qu’ils sont facilement démagnétisés.
En raison de leur température de Curie élevée, ils sont résistants aux températures élevées et à la fissuration, et ont une excellente résistance mécanique. Les aimants Alnico sont fabriqués par moulage et frittage.
Utilisations des aimants Alnico
Les aimants Alnico ont une température de Curie élevée de 850°C (point de Curie). Cela signifie que les propriétés magnétiques ne changent que très peu à haute température, ce qui les rend adaptés à une utilisation à haute température. Ils sont également utilisés dans divers compteurs, instruments, compteurs de wattheures et équipements de sécurité en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques, telles que la résistance à la fissuration.
- Aimants pour instruments de mesure
Ampèremètres, voltmètres, wattmètres, compteurs de vitesse, etc. - Aimants pour équipements audio
Indicateurs de niveau, crêtemètres, écouteurs, haut-parleurs, capteurs magnétiques pour guitares électriques, etc. - Aimants pour équipements rotatifs
Moteurs sans noyau, moteurs pas à pas, servomoteurs, etc. - Communication, mesure et contrôle
Interrupteurs à lames, capteurs, relais, etc. - Équipements appliqués
Solénoïdes, etc.
Parmi les autres usages, l’on peut citer l’utilisation d’un aimant Alnico en forme de barre de 5 cm avalé par le bétail pour adsorber un faisceau de fils et d’autres limailles de fer dans le troisième estomac afin de prévenir la péricardite par plaie.
Propriétés des aimants Alnico
Les aimants Alnico se présentent sous trois formes :
- Forme de barre
Type de barre ronde avec un petit diamètre extérieur de 3 mmφ, indiqué par le diamètre extérieur x la longueur. - Type d’anneau
Indiqué par le diamètre extérieur x le diamètre intérieur x la hauteur - Type carré
Indiqué par la largeur x la hauteur x la longueur
Les aimants Alnico se caractérisent par une force magnétique aussi puissante que celle des aimants en terres rares tels que les aimants en néodyme. Ils ont également une température de Curie élevée : ils peuvent donc être employés à des températures élevées avec une faible variation du magnétisme due à la température.
Cependant, ses inconvénients sont la fluctuation des coûts due à l’instabilité des prix du cobalt et du nickel, les principales matières premières, et sa susceptibilité à la démagnétisation. La force coercitive n’étant pas très élevée, il peut être démagnétisé par des champs magnétiques externes ou des chocs mécaniques.
De plus, l’auto-démagnétisation se produit souvent dans les formes de tôles minces soumises à des champs antimagnétiques importants. Pour compenser la force coercitive, la longueur dans la direction de l’aimantation doit être augmentée.
Autres informations sur les aimants Alnico
1. Invention de l’aimant Alnico
En 1931, Tokushichi Mishima invente l’acier MK, composé principalement d’alliages de fer, de nickel et d’aluminium. Cet acier MK a marqué le début d’une tendance plus large à l’utilisation d’alliages dans les matériaux magnétiques.
Plus tard, Tokushichi Mishima a cherché à améliorer les propriétés magnétiques de l’acier MK en y ajoutant du cobalt et du cuivre, ce qui a donné naissance à l’aimant Alnico. En 1934, Kotaro Honda, Kazumasa Masumoto, Yuki Shirakawa et d’autres ont ajouté du titane à l’acier MK et ont mis au point l’acier NKS, doté d’un pouvoir de rétention élevé.
En 1938, GE aux États-Unis a annoncé l’aimant Alnico, fabriqué en ajoutant du cuivre à l’acier NKS et dont l’utilisation s’est largement répandue. La composition des aimants Alnico à cette époque était la suivante : 8 % en poids d’aluminium, 14 % en poids de nickel, 24 % en poids de cobalt, 3 % en poids de cuivre et le reste en fer.
2. Dégradation des aimants Alnico
Les aimants Alnico sont affectés par le vieillissement, la température et les champs magnétiques externes, qui entraînent une détérioration de leur force magnétique. L’inconvénient des aimants Alnico est qu’ils ont une force coercitive inférieure à celle d’autres aimants permanents, tels que les aimants au néodyme et au samarium-cobalt. Leur force magnétique a donc tendance à se détériorer au fil du temps après leur fabrication.
Si les aimants Alnico doivent être utilisés pendant une longue période, il est nécessaire de vérifier régulièrement si la force magnétique a diminué. Les aimants Alnico ont également une température de Curie élevée et sont résistants à la chaleur mais leur force magnétique s’affaiblit à haute température. Si la température est trop élevée, la force magnétique risque de ne pas se rétablir lors du refroidissement, c’est pourquoi ils doivent être utilisés à une température correcte.
Les aimants Alnico ont une faible force coercitive et sont donc fortement affectés par les champs magnétiques externes. Par conséquent, en présence d’un champ magnétique puissant, ils sont incapables de conserver leur force magnétique, ce qui entraîne une réduction de la force magnétique. Un autre inconvénient est que les dommages partiels, tels que la rouille ou la déformation, ne permettent pas de maintenir la force magnétique de l’ensemble de l’aimant.