Les différences entre les aimants en terres rares et les aimants en céramique
Comparaison entre les aimants en terres rares et les aimants en céramique.
Les aimants sont des objets qui génèrent des champs magnétiques. Ces champs magnétiques permettent aux aimants d'attirer certains métaux à distance sans les toucher. Certains aimants sont naturels, tandis que d'autres sont artificiels. Il existe de nombreux types d'aimants, mais les deux aimants artificiels les plus populaires sont les aimants en céramique et les aimants en néodyme.
Avantages et inconvénients
Les aimants en terres rares et les aimants en céramique sont tous deux des types d'aimants permanents ; ils sont tous deux composés de matériaux qui, une fois chargés magnétiquement, conservent leur magnétisme pendant des années, à moins d'être endommagés. Cependant, tous les aimants permanents ne sont pas identiques. Les aimants en terres rares et les aimants en céramique diffèrent par leur force et leur résilience, car ils sont fabriqués à partir d'alliages métalliques différents.
En pratique
Bluestreak Equipment propose des balayeuses-magnetiques en céramique et en terres rares. La vidéo ci-dessous montre clairement la différence de puissance entre ces deux types d'aimants. L'aimant Powerstik est alimenté par de la céramique et entièrement chargé, tandis que le modèle Powerstik Pro Elite est équipé d'un ensemble d'aimants en terres rares entièrement chargé. La capacité de rétention des balayeuses magnétiques est illustrée dans cette vidéo à l'aide des modèles Powerstik et Powerstik Pro Elite pour retenir divers débris métalliques. Voir les produits ici
Transcription de la vidéo
Voici donc la vidéo comparant la fixation force du Power Stick à celle des nouveaux modèles Pro et Pro Elite. Sur le Pro, nous avons huit crampons ferroviaires fixés, ainsi que cette plaque et cet écrou carré ici. Sur celui-ci, vous pouvez voir que nous n'avons que quatre crampons de chemin de fer, un écrou et une plaque, et ceux-ci tiennent également très bien en place. La fonction d'enveloppement aide vraiment cet aimant à maintenir tout en place. Voyons maintenant ce que font les autres.
Voici donc une partie de la comparaison entre le Power Stick Pro, le Power Stick Pro Elite et le Power Stick original. Nous avons ici la version Pro, qui intègre notre technologie d'aimant Super Blue. Il s'agit d'une démonstration visant simplement à montrer la puissance de maintien. Nous avons, voyons voir, huit crampons de chemin de fer, deux gros boulons, une plaque de roche et un arbre de boulon de roche, et ils tiennent plutôt bien.
Nous allons comparer ce modèle à la version originale du Power Stick, puis à celui de la gamme Elite, afin que vous puissiez constater la différence de puissance. Voici donc le test de puissance de notre modèle Pro Elite. Comme le Pro, il est équipé de huit crampons ferroviaires, de deux écrous carrés et d'une plaque ici, mais vous pouvez voir que nous avons ajouté un autre boulon, un autre gros boulon à roche, un autre morceau de ferraille, et de l'autre côté, il y a un boulon d'environ trois quarts de pouce d'épaisseur.
Et je dois dire que ce truc pèse probablement 15 kilos, avec tout ce qu'il y a dessus, et on dirait qu'il ne bouge pas d'un pouce. Je le secoue assez fort, mais ça ne bouge pas vraiment.
Cela vous montre bien la différence de puissance entre les trois balais : le Power Stick original a récupéré quatre épines, le Pro en a récupéré huit plus trois autres débris, et celui-ci en a récupéré quatre autres, soit cinq débris supplémentaires. C'est donc de loin l'aimant le plus puissant. C'est évidemment pour cela qu'il s'agit du Pro Elite. Mais c'est un très bon aimant pour ramasser des objets, car il est équipé d'aimants sur toute sa longueur, ce qui nous permet de poser des objets dessus sans qu'ils tombent lorsque je fais cela.
Aimants en céramique
Pendant des années, tous les aimants étaient des aimants naturels, tels que la magnétite, un minerai de fer naturellement magnétique. En 1952, des aimants ont été fabriqués à partir de céramique pour la première fois. En fabriquant des aimants en céramique, les ingénieurs ont pu leur donner la forme qu'ils souhaitaient. En fabriquant des aimants en céramique à partir de mélanges soigneusement élaborés, il a été possible de générer des champs magnétiques plus puissants que ceux que l'on trouve dans la nature. Les aimants en céramique étaient moins chers et plus puissants, et sont rapidement devenus populaires. Les aimants en céramique sont également appelés aimants en céramique dure ou aimants ferriques. Ils sont fabriqués à partir de ferrite de strontium ou de baryum.
Aimants en terres rares
Il existe deux types d'aimants en terres rares : le samarium-cobalt (SmCo) et le néodyme-fer-bore (NdFeB). Les aimants SmCo et NdFeB sont appelés “ terres rares ” car ils sont fabriqués à partir de terres rares, ou série des lanthanides, du tableau périodique des éléments.
Les aimants SmCo ont été développés dans les années 1970 et ont été les premiers aimants en terres rares à être produits. Les aimants NdFeB sont disponibles à la vente depuis 1984.
Force relative des aimants en céramique par rapport aux aimants en terres rares
La force du champ magnétique produit par un aimant est quantifiée par BHmax, ou produit d'énergie maximal, qui est mesuré en MegaGauss Oersted (MGOe). Plus la valeur BHmax est élevée, plus l'aimant est puissant. Les aimants en céramique ont une valeur BHmax de 3,5, ceux en SmCo ont une valeur BHmax de 26 et ceux en NdFeB sont les plus puissants des aimants en terres rares avec une valeur BHmax de 40.
Résistance relative au stress thermique des aimants en céramique par rapport aux aimants en terres rares
Les aimants peuvent commencer à perdre de leur puissance lorsqu'ils sont chauffés au-delà d'une certaine température, appelée Tmax, et ne doivent pas être utilisés au-delà de cette température. Ils retrouvent toutefois leur puissance lorsqu'ils sont refroidis en dessous de Tmax. Les aimants en céramique ont une Tmax de 300 °C, tout comme les aimants SmCo, tandis que les aimants NdFeB ont une Tmax de 150 °C. Si un aimant est chauffé bien au-delà de Tmax, il finira par se démagnétiser à une température appelée Tcurie. Lorsqu'un aimant est chauffé au-delà de Tcurie, il ne se rétablit pas une fois refroidi. Les aimants en céramique ont une valeur Tcurie de 460 degrés Celsius, les SmCo ont une Tcurie de 750 et les NdFeB ont une Tcurie de 310 degrés.
Durabilité relative des aimants en céramique par rapport aux aimants en terres rares
Outre leur résistance aux contraintes thermiques, les aimants varient également en termes de résistance à d'autres contraintes. Les aimants NdFeB sont fragiles et difficiles à usiner. Ils se corrodent également facilement. Les aimants SmCo sont légèrement moins fragiles et également difficiles à usiner, mais ils présentent une grande résistance à la corrosion. Les aimants SmCo sont également les plus chers. Les aimants en céramique sont moins coûteux que les aimants SmCo et NdFeB et présentent une bonne résistance à la démagnétisation et à la corrosion.
Avantages de chacun
Les aimants en céramique et en néodyme présentent chacun des avantages différents. Les aimants en céramique sont faciles à magnétiser. Ils sont très résistants à la corrosion et ne nécessitent généralement pas de revêtement supplémentaire pour les protéger contre la corrosion. Ils résistent à la démagnétisation par les champs extérieurs. Ils sont plus puissants que les aimants naturels, bien que de nombreux autres types d'aimants soient plus puissants qu'eux. Ils sont relativement peu coûteux. Les aimants en néodyme sont les plus puissants de tous les aimants permanents. Un aimant en néodyme peut soulever plus que tout autre type d'aimant de même taille. Ils sont extrêmement résistants à la démagnétisation par les champs magnétiques externes.
Ramasser moins de matériaux ferreux avec des aimants en terres rares
Certains types de métaux sont plus difficiles à ramasser que d'autres. Les alliages contenant moins de fer et plus de zinc ou de nickel pour prévenir la rouille sont généralement moins magnétiques. Ces métaux sont généralement utilisés dans les fixations de haute qualité qui sont difficiles à ramasser avec des aimants en céramique classiques. C'est pourquoi Bluestreak propose des balayeuses magnétiques en terres rares qui ont un niveau de gauss plus élevé que ceux en céramique, mais à un coût plus élevé. Bien que cela ne soit pas nécessaire dans toutes les situations, le niveau de gauss supplémentaire des aimants en terres rares par rapport aux modèles en céramique fait la différence lorsqu'il s'agit de ramasser des métaux à faible teneur en fer. L'aimant pour chariots élévateurs à fourche Vigilant est une balayeuse magnétique en céramique montée au milieu qui se fixe à un chariot élévateur pour collecter en continu les métaux pendant que le chariot élévateur fonctionne. Le modèle Defiant est exactement le même, mais il est équipé d'un ensemble d'aimants en terres rares pour une puissance de ramassage et de maintien supplémentaire. Il a été développé pour collecter des fixations de haute qualité dans les usines. Le tableau des gauss ci-dessous montre la différence de puissance et indique à quel point un aimant en terres rares peut être plus puissant qu'un aimant en céramique de taille identique. Voir le Defiant ici
Mesures Gauss Vigilant
A : Distance par rapport à l'aimant (hauteur de balayage)
B : Remarque : le gauss (G) indiqué correspond au gauss maximal, mesuré au centre de l'aimant à chaque distance.
Mesures Gauss Defiant
A : A = Distance par rapport à l'aimant (Hauteur de balayage)
B : Remarque : le gauss (G) indiqué correspond au gauss maximal, mesuré au centre de l'aimant à chaque distance.
Inconvénients de chacun
Les aimants en céramique et en néodyme présentent également différents inconvénients. Les aimants en céramique sont extrêmement fragiles et se cassent facilement. Ils ne peuvent pas être utilisés dans des machines soumises à de fortes contraintes ou à des flexions importantes. Ils se démagnétisent s'ils sont exposés à des températures élevées (supérieures à 480 degrés Fahrenheit). Leur force magnétique est modérée, ce qui les rend inadaptés aux applications nécessitant des champs magnétiques puissants. Les aimants en néodyme sont relativement plus chers que les aimants en céramique. Ils rouillent très facilement et des mesures supplémentaires doivent être prises pour les protéger de la corrosion. Les aimants en néodyme sont également très fragiles et se fissurent sous l'effet des contraintes. Ils perdent leur aimant s'ils sont exposés à des températures supérieures à 175 à 480 degrés Fahrenheit (selon l'alliage utilisé).
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