Guide rapide des aimants

Les aimants sont partout—des portes de réfrigérateur aux éoliennes—mais de quoi sont-ils réellement faits, et pourquoi certains métaux adhèrent-ils alors que d’autres non ?

Les aimants sont faits de matériaux capables de produire un champ magnétique, généralement des métaux comme le fer, le nickel ou le cobalt, ou des alliages comprenant ces éléments. Ils n’attirent que certains types de métaux.

Aimants attirant du métal

Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi une pince à linge reste accrochée à un aimant alors qu’une bague en or ne le fait pas, ce guide explique tout. Je travaille avec des aimants depuis plus de 15 ans, et je vais vous montrer ce qui rend un métal magnétique et comment l’identifier facilement.

De quoi est fait un aimant naturel ?

Les aimants n’ont pas besoin d’être fabriqués par l’homme pour exister—certains existent naturellement. Mais qu’est-ce qui les rend spéciaux ?

Les aimants naturels sont faits de magnétite, un type de minéral d’oxyde de fer. Il se trouve naturellement et possède des propriétés magnétiques en raison de l’alignement de ses atomes de fer.

Un aimant naturel

Qu’est-ce que la magnétite, et pourquoi est-elle magnétique ?

La magnétite (Fe₃O₄) est le matériau magnétique naturel le plus connu. Elle se forme dans des roches ignées et métamorphiques et est utilisée depuis des siècles, même par les anciens navigateurs sous forme de lodestones.

La magnétite est magnétique en raison de sa structure cristalline unique. Elle contient à la fois des ions Fe²⁺ et Fe³⁺. Les électrons non appariés de ces ions de fer s’alignent de manière à créer un champ magnétique spontané.

Cependant, tous les roches contenant du fer ne sont pas magnétiques. La structure cristalline et l’arrangement atomique sont tout aussi importants que les éléments eux-mêmes.

Comprendre les aimants naturels nous aide à apprécier comment les aimants industriels sont conçus pour reproduire et améliorer ces propriétés naturelles.

Quels sont les ingrédients d'un aimant ?

Tous les aimants ne se ressemblent pas. Que contient un aimant industriel typique ?

La plupart des aimants sont fabriqués à partir de métaux ferromagnétiques comme le fer, le nickel et le cobalt, ou de métaux de terres rares comme le néodyme ou le samarium. Le choix des matériaux dépend de l'utilisation de l'aimant.

Comparer les types et matériaux courants d'aimants

Il existe de nombreux types d'aimants, chacun avec des « ingrédients » ou matériaux de base différents. Voici les plus courants :

J'ai travaillé avec tous ces types. Les aimants en néodyme sont les plus utilisés en raison de leur puissance, surtout en petites tailles. Mais si votre projet nécessite une résistance à la chaleur — comme dans l'automobile ou l'aérospatial — le samarium-cobalt pourrait être un meilleur choix.

Chaque ingrédient est soigneusement sélectionné et traité pour aligner les domaines magnétiques lors de la fabrication. Sans cette étape, même le fer ne se comportera pas comme un aimant.

Conclusion

Comprendre ce qui rend les aimants magnétiques vous aide à choisir le bon matériau pour votre application, que ce soit un moteur, un capteur ou quelque chose de simple comme un magnet de réfrigérateur.