Quels sont les aimants Samarium Cobalt?
Les aimants au cobalt et au samarium sont un type d’aimant pour terres rares. La teneur en alliage varie d'environ 25% à 36% en poids de samarium. Ces aimants puissants et permanents sont particulièrement utiles pour les applications à haute température.
Le terme terre rare ne fait pas référence à la rareté des minéraux dans la croûte terrestre, mais à la concentration relativement faible d'atomes d'intérêt dans les gisements de terres rares. Comme ils sont moins concentrés, l'extraction de ces composés a tendance à être plus coûteuse. Certains minéraux de terres rares présentent un magnétisme permanent, comme le fer et ses composés. Les aimants fabriqués à partir de minéraux de terres rares sont supérieurs aux aimants à base de fer car leur force magnétique est plus forte. Les petites pièces peuvent être fabriquées avec le même champ magnétique à partir de minéraux de terres rares.
Le magnétisme est dû à une légère répartition de la charge nette non nulle. Aux niveaux atomique et subatomique, l'état d'énergie des électrons et des autres particules chargées le plus stable et le plus stable se trouve dans les orbitales ou d'autres mouvements qui ne sont pas symétriques du point de vue géométrique. Cette caractéristique décentrée suffit pour être attirée par le pôle magnétique de la Terre. Dans le cas de lodestone, un minéral magnétique naturel, le magnétisme a été introduit lorsque la roche s'est refroidie à partir de l'état de lave en fusion, donnant ainsi aux atomes le temps de s'aligner sur le champ magnétique de la Terre avant de se figer en roches solides.
Les matériaux magnétiques ont une limite supérieure de température, la température de Curie, au-dessus de laquelle le matériau n'est plus contraint au niveau atomique ou moléculaire. Les aimants Samarium-Cobalt ne sont en second lieu que les aimants au néodyme, mais peuvent être utilisés dans des opérations à haute température. Les températures de Curie des aimants de samarium, de cobalt et de cobalt varient entre 600 ° C et 710 ° C (1,100 ° F), avec une plage de travail favorable allant de 250 ° C à 550 ° C (500 ° F à 1 000 ° F).
La force des aimants est généralement mesurée en produits énergétiques avec des unités de megagauss-oersted, ou MGOe. La limite théorique est de 34 MGOe. Les aimants Samarium Cobalt vont de 16 à 32 MGOe. Bien qu'ils aient une force magnétique très élevée, ils sont extrêmement fragiles et susceptibles de se briser et de s'écailler. Même la manipulation est difficile, donc la finition mécanique avec des outils de coupe diamantés est une opération hautement qualifiée.
Les alliages utilisés dans les aimants samarium-cobalt sont de deux types. La première est connue sous le nom de série 1: 5, avec un rapport d'un atome de samarium à cinq atomes de cobalt. Leur force magnétique varie de 16 à 25 MGOe. La série 2:17 désigne un spectre de composés avec des rapports d'environ deux atomes de samarium à 17 atomes de cobalt. Certains atomes de cobalt peuvent être remplacés par d'autres atomes de métaux de transition tels que le fer et le cuivre. La force magnétique de ces alliages va de 20 à 32 MGOe.
Les aimants en samarium-cobalt sont fabriqués selon diverses étapes de frittage et de pressage. Le frittage fusionne de petites particules des matériaux de samarium-cobalt. Les opérations de pressage peuvent consister en un pressage à la matrice, avec une pression appliquée dans une direction ou une compression isotatique dans des moules en caoutchouc, où une pression est appliquée dans toutes les directions. Des compromis entre les tolérances, la température de Curie et la force magnétique sont effectués dans les processus de fabrication.