{"id":1368,"date":"2024-10-25T08:34:58","date_gmt":"2024-10-25T08:34:58","guid":{"rendered":"https:\/\/nbaem.com\/?p=1368"},"modified":"2024-10-25T08:36:15","modified_gmt":"2024-10-25T08:36:15","slug":"how-to-make-ndfeb-magnet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/how-to-make-ndfeb-magnet\/","title":{"rendered":"Comment fabriquer un aimant en NdFeB"},"content":{"rendered":"
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Aimant en n\u00e9odyme<\/a> <\/span>est toujours le mat\u00e9riau magn\u00e9tique permanent \u00e0 base de terres rares le plus puissant et le plus couramment utilis\u00e9 de nos jours. L'aimant en n\u00e9odyme peut \u00eatre class\u00e9 en aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9, en aimant en n\u00e9odyme li\u00e9 et en aimant en n\u00e9odyme press\u00e9 \u00e0 chaud, en fonction du processus de fabrication. Chaque forme a ses propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques diff\u00e9rentes, puis leur champ d'application qui se chevauche est moindre et sous une relation compl\u00e9mentaire. Les utilisateurs d'aimants se demandent comment les aimants en n\u00e9odyme sont fabriqu\u00e9s. L'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 est produit par le processus de m\u00e9tallurgie des poudres conventionnel et occupe une pr\u00e9dominance absolue en part de march\u00e9.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Comment les aimants en n\u00e9odyme sont-ils fabriqu\u00e9s ?<\/strong><\/p>\n

L'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 est pr\u00e9par\u00e9 en faisant fondre les mati\u00e8res premi\u00e8res sous vide ou sous atmosph\u00e8re inerte dans un four de fusion \u00e0 induction, puis en les traitant dans la machine de coul\u00e9e de bande et en les refroidissant pour former une bande d'alliage Nd-Fe-B. Les bandes d'alliage sont pulv\u00e9ris\u00e9es pour former une poudre fine de plusieurs microns de diam\u00e8tre. La poudre fine est ensuite compact\u00e9e dans un champ magn\u00e9tique d'orientation et fritt\u00e9e en corps denses. Les corps sont ensuite usin\u00e9s aux formes sp\u00e9cifiques, trait\u00e9s en surface et magn\u00e9tis\u00e9s.<\/p>\n

Pes\u00e9e<\/strong><\/p>\n

La pes\u00e9e des mati\u00e8res premi\u00e8res qualifi\u00e9es est directement li\u00e9e \u00e0 la pr\u00e9cision de la composition de l'aimant. La puret\u00e9 ou la mati\u00e8re premi\u00e8re et la stabilit\u00e9 de la composition chimique sont le fondement de la qualit\u00e9 du produit. L'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 s\u00e9lectionne normalement un alliage de terres rares comme le mischm\u00e9tal de pras\u00e9odyme-n\u00e9odyme Pr-Nd, le mischm\u00e9tal de lanthane-c\u00e9rium La-Ce, et l'alliage de fer-dysprosium Dy-Fe comme mat\u00e9riau pour des raisons de co\u00fbt. Les \u00e9l\u00e9ments \u00e0 point de fusion \u00e9lev\u00e9 comme le bore, le molybd\u00e8ne ou le niobium sont ajout\u00e9s sous forme de ferroalliage. La couche de rouille, les inclusions, l'oxyde et la salet\u00e9 \u00e0 la surface de la mati\u00e8re premi\u00e8re doivent \u00eatre \u00e9limin\u00e9s par une machine de micro-sablage. De plus, la mati\u00e8re premi\u00e8re doit \u00eatre de taille appropri\u00e9e pour garantir l'efficacit\u00e9 du processus de fusion ult\u00e9rieur. Le n\u00e9odyme poss\u00e8de une faible pression de vapeur et des propri\u00e9t\u00e9s chimiques actives, donc le m\u00e9tal de terres rares existe un certain degr\u00e9 de perte par volatilisation et de perte par oxydation pendant le processus de fusion, par cons\u00e9quent, le processus de pes\u00e9e de l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 devrait envisager d'ajouter du m\u00e9tal de terres rares suppl\u00e9mentaire pour assurer la pr\u00e9cision de la composition de l'aimant.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Fusion et coul\u00e9e de bande<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La fusion et la coul\u00e9e de bande sont cruciales pour la composition, l'\u00e9tat cristallin et la distribution de phase, ce qui a un impact sur le processus ult\u00e9rieur et les performances magn\u00e9tiques. La mati\u00e8re premi\u00e8re est chauff\u00e9e \u00e0 l'\u00e9tat fondu via une fusion par induction \u00e0 moyenne et basse fr\u00e9quence sous vide ou sous atmosph\u00e8re inerte. La coul\u00e9e peut \u00eatre trait\u00e9e lorsque la fonte d'alliage a r\u00e9alis\u00e9 une homog\u00e9n\u00e9isation, un \u00e9chappement et un scorie. Une bonne microstructure de lingot moul\u00e9 doit poss\u00e9der un cristal colonnaire bien d\u00e9velopp\u00e9 et de taille fine, puis la phase riche en Nd doit se distribuer le long de la fronti\u00e8re de grain. De plus, la microstructure de lingot moul\u00e9 doit \u00eatre exempte de phase \u03b1-Fe. Le diagramme de phase Re-Fe indique que l'alliage ternaire de terres rares est in\u00e9vitable pour produire la phase \u03b1-Fe pendant le refroidissement lent. Les propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques douces \u00e0 temp\u00e9rature ambiante de la phase \u03b1-Fe endommageront s\u00e9rieusement les performances magn\u00e9tiques de l'aimant, et doivent donc \u00eatre inhib\u00e9es par un refroidissement rapide. Afin de satisfaire l'effet de refroidissement rapide souhait\u00e9 pour inhiber la production de la phase \u03b1-Fe, Showa Denko K. K., a d\u00e9velopp\u00e9 la technologie de coul\u00e9e de bande et est rapidement devenue une technologie de routine dans l'industrie. La distribution uniforme de la phase riche en Nd et l'effet inhibiteur sur la phase \u03b1-Fe peuvent r\u00e9duire efficacement la teneur totale en terres rares, ce qui est favorable \u00e0 la fabrication d'aimants \u00e0 haute performance et \u00e0 la r\u00e9duction des co\u00fbts.<\/p>\n

D\u00e9cr\u00e9pitation \u00e0 l'hydrog\u00e8ne<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Le comportement d'hydrog\u00e9nation du m\u00e9tal de terres rares, des alliages ou des compos\u00e9s interm\u00e9talliques et les propri\u00e9t\u00e9s physico-chimiques de l'hydrure ont toujours \u00e9t\u00e9 une question importante sur l'application des terres rares. Le lingot d'alliage Nd-Fe-B pr\u00e9sente \u00e9galement une tr\u00e8s forte tendance \u00e0 l'hydrog\u00e9nation. Les atomes d'hydrog\u00e8ne p\u00e9n\u00e8trent dans le site interstitiel entre la phase principale du compos\u00e9 interm\u00e9tallique et la phase de fronti\u00e8re de grain riche en Nd et forment un compos\u00e9 interstitiel. Ensuite, la distance interatomique a augment\u00e9 et le volume du r\u00e9seau a augment\u00e9. La contrainte interne r\u00e9sultante produira une fissuration de la fronti\u00e8re de grain (fracture intergranulaire), une fracture cristalline (fracture transcristalline) ou une fracture ductile. Ces d\u00e9cr\u00e9pitations s'accompagnent de craquements et sont donc connues sous le nom de d\u00e9cr\u00e9pitation \u00e0 l'hydrog\u00e8ne. Le processus de d\u00e9cr\u00e9pitation \u00e0 l'hydrog\u00e8ne de l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 est \u00e9galement d\u00e9sign\u00e9 sous le nom de processus HD. La fissuration de la fronti\u00e8re de grain et la fracture cristalline qui ont g\u00e9n\u00e9r\u00e9 le processus de d\u00e9cr\u00e9pitation \u00e0 l'hydrog\u00e8ne ont rendu la poudre grossi\u00e8re de NdFeB tr\u00e8s fragile et tr\u00e8s avantageuse pour le processus de fraisage \u00e0 jet ult\u00e9rieur. En plus d'am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 du processus de fraisage \u00e0 jet, le processus de d\u00e9cr\u00e9pitation \u00e0 l'hydrog\u00e8ne est \u00e9galement favorable pour ajuster la taille moyenne des particules de la poudre fine.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Fraisage \u00e0 jet<\/strong><\/p>\n

Le fraisage \u00e0 jet s'est av\u00e9r\u00e9 \u00eatre la solution la plus pratique et la plus efficace dans le processus de poudre. Le fraisage \u00e0 jet utilise un jet de gaz inerte \u00e0 haute vitesse pour acc\u00e9l\u00e9rer la poudre grossi\u00e8re \u00e0 une vitesse supersonique et faire entrer la poudre en collision les unes avec les autres. Le but fondamental du processus de poudre est de rechercher une taille de particule moyenne et une distribution de taille de particule appropri\u00e9es. La diff\u00e9rence des caract\u00e9ristiques ci-dessus pr\u00e9sente des caract\u00e9ristiques diff\u00e9rentes \u00e0 des \u00e9chelles macroscopiques qui ont un impact direct sur le remplissage de poudre, l'orientation, le compactage, le d\u00e9moulage et la microstructure g\u00e9n\u00e9r\u00e9e dans le processus de frittage, et donc influencent de mani\u00e8re sensible les performances magn\u00e9tiques, les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques, la thermo\u00e9lectricit\u00e9 et la stabilit\u00e9 chimique de l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9. La microstructure id\u00e9ale est un grain de phase principale fin et uniforme entour\u00e9 d'une phase suppl\u00e9mentaire lisse et fine. De plus, la direction de magn\u00e9tisation facile du grain de phase principale doit \u00eatre arrang\u00e9e le long de la direction d'orientation aussi coh\u00e9rente que possible. Les vides, les gros grains ou la phase magn\u00e9tique douce entra\u00eeneront une r\u00e9duction significative de la coercivit\u00e9 intrins\u00e8que. La r\u00e9manence et la carrure de la courbe de d\u00e9saimantation diminueront simultan\u00e9ment tandis que la direction de magn\u00e9tisation facile du grain s'\u00e9cartera de la direction d'orientation. Ainsi, les alliages doivent \u00eatre pulv\u00e9ris\u00e9s en une particule monocristalline d'un diam\u00e8tre de 3 \u00e0 5 microns.<\/p>\n

Compactage<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Le compactage par orientation du champ magn\u00e9tique est le fait d'utiliser l'interaction entre la poudre magn\u00e9tique et le champ magn\u00e9tique externe pour aligner la poudre le long de la direction de magn\u00e9tisation facile et la rendre coh\u00e9rente avec la direction de magn\u00e9tisation finale. Le compactage par orientation du champ magn\u00e9tique est la voie la plus courante pour fabriquer un aimant anisotrope. L'alliage Nd-Fe-B a \u00e9t\u00e9 \u00e9cras\u00e9 en une particule monocristalline dans le processus de fraisage \u00e0 jet pr\u00e9c\u00e9dent. La particule monocristalline est une anisotropie uniaxiale et chacune d'elles a simplement une direction de magn\u00e9tisation facile. La poudre magn\u00e9tique se transformera en un seul domaine \u00e0 partir de multi-domaines sous l'action d'un champ magn\u00e9tique externe apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 remplie l\u00e2chement dans le moule, puis ajustera sa direction de magn\u00e9tisation facile de l'axe c pour \u00eatre coh\u00e9rente avec la direction du champ magn\u00e9tique externe via la rotation ou le d\u00e9placement. L'axe c de la poudre d'alliage a fondamentalement conserv\u00e9 son \u00e9tat d'arrangement pendant le processus de compactage. Les pi\u00e8ces compact\u00e9es doivent subir un traitement de d\u00e9saimantation avant le d\u00e9moulage. L'indice le plus important du processus de compactage est le degr\u00e9 d'orientation. Le degr\u00e9 d'orientation des aimants en n\u00e9odyme fritt\u00e9s est d\u00e9termin\u00e9 par divers facteurs, notamment la force du champ magn\u00e9tique d'orientation, la taille des particules, la densit\u00e9 apparente, la m\u00e9thode de compactage, la pression de compactage, etc.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Frittage<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La densit\u00e9 de la pi\u00e8ce compact\u00e9e peut atteindre plus de 95 % de la densit\u00e9 th\u00e9orique apr\u00e8s un processus de frittage sous vide \u00e9lev\u00e9 ou sous atmosph\u00e8re inerte pure. Par cons\u00e9quent, les vides dans l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 sont ferm\u00e9s, ce qui a assur\u00e9 l'uniformit\u00e9 de la densit\u00e9 de flux magn\u00e9tique et la stabilit\u00e9 chimique. \u00c9tant donn\u00e9 que les propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques permanentes des aimants en n\u00e9odyme fritt\u00e9s sont \u00e9troitement li\u00e9es \u00e0 leur propre microstructure, le traitement thermique apr\u00e8s le processus de frittage est \u00e9galement essentiel \u00e0 l'ajustement des performances magn\u00e9tiques, en particulier la coercivit\u00e9 intrins\u00e8que. La phase de fronti\u00e8re de grain riche en Nd sert de phase liquide qui peut promouvoir la r\u00e9action de frittage et restaurer les d\u00e9fauts de surface sur le grain de phase principale. La temp\u00e9rature de frittage de l'aimant en n\u00e9odyme est g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 1050 et 1180 degr\u00e9s Celsius. Une temp\u00e9rature excessive entra\u00eenera la croissance du grain et une diminution de la coercivit\u00e9 intrins\u00e8que. Afin d'obtenir une coercivit\u00e9 intrins\u00e8que id\u00e9ale, une carrure de la courbe de d\u00e9saimantation et une perte irr\u00e9versible \u00e0 haute temp\u00e9rature, l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 a g\u00e9n\u00e9ralement besoin de traiter un traitement thermique de revenu en deux \u00e9tapes \u00e0 900 et 500 degr\u00e9s Celsius.<\/p>\n

Usinage<\/strong><\/p>\n

En plus d'une forme r\u00e9guli\u00e8re avec une taille mod\u00e9r\u00e9e, l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 est difficile \u00e0 obtenir directement la forme requise et la pr\u00e9cision dimensionnelle en une seule fois en raison des limitations techniques du processus de compactage par orientation du champ magn\u00e9tique, par cons\u00e9quent, l'usinage est un processus in\u00e9vitable pour l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9. En tant que mat\u00e9riau cermet typique, l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 est consid\u00e9rablement dur et cassant, puis il n'y a que la coupe, le per\u00e7age et le meulage qui peuvent \u00eatre applicables \u00e0 son processus d'usinage parmi la technologie d'usinage conventionnelle. La coupe \u00e0 la lame utilise g\u00e9n\u00e9ralement une lame rev\u00eatue de diamant ou de CBN. La coupe au fil et la d\u00e9coupe au laser conviennent bien \u00e0 l'usinage d'aimants de forme sp\u00e9ciale, mais sont accus\u00e9es d'une faible efficacit\u00e9 de production et d'un co\u00fbt de traitement \u00e9lev\u00e9 en m\u00eame temps. Le processus de per\u00e7age de l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 est principalement adopt\u00e9 par le diamant et le laser. Il est n\u00e9cessaire de s\u00e9lectionner le processus de carottage lorsque le trou int\u00e9rieur de l'aimant annulaire est sup\u00e9rieur \u00e0 4 mm. En tant que sous-produit du processus de carottage, le noyau carott\u00e9 peut \u00eatre utilis\u00e9 pour fabriquer un autre aimant plus petit appropri\u00e9 et ainsi am\u00e9liorer consid\u00e9rablement le taux d'utilisation des mat\u00e9riaux. La meule pour le meulage par copie est produite sur la base de la surface de meulage.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Traitement de surface<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Le traitement protecteur de surface est une proc\u00e9dure n\u00e9cessaire pour l'aimant en n\u00e9odyme, en particulier l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9. L'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 poss\u00e8de une microstructure multiphase et se compose d'une phase principale Nd2Fe14B, d'une phase riche en Nd et d'une phase riche en B. La phase riche en Nd pr\u00e9sente une tr\u00e8s forte tendance \u00e0 l'oxydation et constituera la batterie primaire avec la phase principale dans un environnement humide. Une petite quantit\u00e9 d'\u00e9l\u00e9ments de substitution est capable d'am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 chimique des aimants, mais cela se fait au d\u00e9triment des performances magn\u00e9tiques. Par cons\u00e9quent, la protection de l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 vise principalement sa surface. Le traitement de surface de l'aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9 peut \u00eatre class\u00e9 en processus humide et processus sec. Le processus humide fait r\u00e9f\u00e9rence aux aimants qui subissent un traitement protecteur de surface dans de l'eau pure ou une solution. Le processus humide comprend le phosphate, la galvanoplastie, le placage sans courant, l'\u00e9lectrophor\u00e8se, le rev\u00eatement par pulv\u00e9risation et le rev\u00eatement par immersion. Le processus sec fait r\u00e9f\u00e9rence aux aimants qui subissent un traitement protecteur de surface par un processus physique ou chimique sans contact avec une solution. Le processus sec contient g\u00e9n\u00e9ralement la d\u00e9position physique en phase vapeur (PVD) et la d\u00e9position chimique en phase vapeur (CVD).<\/p>\n

Magn\u00e9tisation<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La majorit\u00e9 des aimants permanents sont magn\u00e9tis\u00e9s avant d'\u00eatre utilis\u00e9s pour leurs applications pr\u00e9vues. Le processus de magn\u00e9tisation consiste \u00e0 appliquer un champ magn\u00e9tique le long de la direction d'orientation de l'aimant permanent et \u00e0 atteindre la saturation technique avec l'augmentation de l'intensit\u00e9 du champ magn\u00e9tique externe. Chaque type de mat\u00e9riau magn\u00e9tique permanent a besoin d'une intensit\u00e9 de champ magn\u00e9tique distincte pour atteindre la saturation technique dans la direction de la magn\u00e9tisation. La r\u00e9manence et la coercivit\u00e9 intrins\u00e8que seront inf\u00e9rieures \u00e0 leurs valeurs dues, \u00e0 moins que l'intensit\u00e9 du champ magn\u00e9tique externe ne soit inf\u00e9rieure au champ magn\u00e9tique de saturation technique. L'aimant permanent peut \u00eatre divis\u00e9 en type isotrope et type anisotrope selon qu'il a ou non une direction de magn\u00e9tisation facile. En tant qu'aimant anisotrope avec une coercivit\u00e9 intrins\u00e8que \u00e9lev\u00e9e, l'aimant au n\u00e9odyme fritt\u00e9 doit \u00eatre magn\u00e9tis\u00e9 par magn\u00e9tisation par impulsion. Le condensateur sera charg\u00e9 apr\u00e8s rectification, puis l'\u00e9nergie \u00e9lectrique du condensateur se d\u00e9chargera instantan\u00e9ment vers le dispositif de magn\u00e9tisation. Le dispositif de magn\u00e9tisation peut g\u00e9n\u00e9rer le champ magn\u00e9tique puls\u00e9 pendant le courant fort instantan\u00e9 qui le traverse. Par cons\u00e9quent, l'aimant permanent dans la bobine sera magn\u00e9tis\u00e9. Divers mod\u00e8les de magn\u00e9tisation peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s sur l'aimant au n\u00e9odyme fritt\u00e9 tant qu'ils ne sont pas en conflit avec sa direction d'orientation.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L'aimant en n\u00e9odyme est toujours le mat\u00e9riau magn\u00e9tique permanent de terres rares le plus puissant et le plus utilis\u00e9 de nos jours. L'aimant en n\u00e9odyme peut \u00eatre class\u00e9 en aimant en n\u00e9odyme fritt\u00e9, aimant en n\u00e9odyme li\u00e9, et aimant en n\u00e9odyme press\u00e9 \u00e0 chaud selon le proc\u00e9d\u00e9 de fabrication. Chaque forme poss\u00e8de ses propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques diff\u00e9rentes, puis leurs superpositions [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_mi_skip_tracking":false,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1368","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"jetpack_featured_media_url":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1368"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1371,"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions\/1371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1368"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1368"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1368"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}