La force de répulsion désigne la force avec laquelle deux pôles magnétiques de même signe (nord-nord ou sud-sud) se repoussent mutuellement. Elle est le pendant de la force d'attraction et obéit aux mêmes lois physiques : plus la distance augmente, plus la force de répulsion diminue. La répulsion entre aimants est exploitée de manière ciblée dans le domaine technique : par exemple dans les paliers magnétiques pour un support sans contact et sans frottement, dans les systèmes de lévitation magnétique ou pour l'amortissement des chocs. Il convient de faire preuve de prudence lors de la manipulation d’aimants, car la force de répulsion peut projeter des aimants puissants de manière incontrôlée.

Les aimants AlNiCo sont constitués d'un alliage d'aluminium, de nickel et de cobalt (fer et cuivre). Ils sont utilisés pour fabriquer des aimants permanents par moulage ou frittage. Les aimants AlNiCo se caractérisent par une grande résistance aux températures (allant de -270 °C à +450 °C*) et une bonne résistance à la corrosion. Leur force coercitive est toutefois faible, ce qui explique qu’ils puissent être facilement démagnétisés.

Ces aimants présentent généralement une dureté d’environ 450 à 550 HV et peuvent être usinés à l’aide d’outils diamantés (meulage, perçage), par électroérosion à fil et par enfonçage, par découpe au jet d’eau, par tournage à froid et par fraisage à froid. En raison de leurs propriétés magnétiques, les aimants en AlNiCo doivent présenter une grande longueur dans le sens de la magnétisation afin d’offrir une bonne résistance à la démagnétisation lorsqu’ils sont utilisés comme aimants ouverts.

* La température maximale d’utilisation varie toutefois et dépend essentiellement de l’alliage utilisé, du domaine d’application, des matériaux associés ainsi que de la géométrie de l’aimant. Vous trouverez des informations précises sur la plage de température de votre système magnétique dans notre catalogue de produits ou lors d’un entretien individuel.

L'antiferromagnétisme est une forme particulière d'ordre magnétique dans laquelle les moments magnétiques atomiques voisins s'alignent exactement de manière antiparallèle. Ils sont orientés dans des directions opposées et s'annulent mutuellement ; le matériau ne présente donc aucun champ magnétique mesurable vers l'extérieur. Au-dessus de la température dite de Néel, cet ordre s'effondre et le matériau devient paramagnétique. Les matériaux antiferromagnétiques typiques sont l'oxyde de manganèse, l'oxyde de nickel, l'hématite et le chrome. Ils trouvent des applications dans la spintronique et dans les technologies de stockage magnétique.

L'anisotropie magnétique décrit la dépendance des propriétés magnétiques d'un matériau par rapport à la direction. Les aimants anisotropes possèdent une direction de magnétisation préférentielle, qui est déterminée lors de leur fabrication par un champ extérieur. Ils atteignent ainsi des produits d'énergie nettement supérieurs à ceux des aimants isotropes. Cette distinction est déterminante pour choisir l'aimant adapté aux applications techniques. L'axe d'anisotropie peut également être mesuré avec précision sur les aimants permanents, en termes de désalignement relatif ou d'écart angulaire.

La force d'attraction – également appelée force d'adhérence – désigne la force avec laquelle un aimant attire des matériaux ferromagnétiques tels que le fer, le nickel ou le cobalt. Elle est exprimée en newtons (N) ou en kilogrammes (kg) et dépend du matériau magnétique, de la géométrie et de l'entrefer. Plus la distance est grande, plus la force est faible.

Outre l'attraction entre un aimant et un contre-ancrage ferromagnétique, la force d'attraction entre deux aimants ou deux systèmes magnétiques joue également un rôle important. Dans ce cas, les pôles de signes opposés (nord-sud) s'attirent, tandis que les pôles de même signe (nord-nord ou sud-sud) se repoussent. Les forces entre aimants peuvent être considérables – selon leur taille et leur matériau – et doivent être prises en compte lors de la manipulation, du montage et de la conception.

Le point de fonctionnement caractérise l'état de fonctionnement d'un aimant permanent au sein d'un circuit magnétique. Il est déterminé par le point d'intersection de la courbe de démagnétisation avec la droite de cisaillement. La position du point de fonctionnement influence la force magnétique utile et la stabilité face à la démagnétisation. Une conception optimale garantit une efficacité et une longévité maximales du système magnétique.

Dans le cas d'une magnétisation axiale, la direction de magnétisation suit un axe de l'aimant, les pôles nord et sud se situant sur les faces opposées. Pour les aimants cylindriques et les anneaux, il s'agit clairement de l'axe longitudinal (hauteur).
Pour les aimants parallélépipédiques, trois axes sont toutefois possibles : la magnétisation peut s’étendre selon la longueur, la largeur ou la hauteur. La direction exacte de la magnétisation doit donc toujours être précisée pour les aimants parallélépipédiques. La magnétisation axiale est particulièrement adaptée aux applications de fixation, aux fermetures et aux capteurs.

Pour plus d’informations, voir M : Types de magnétisation

Il est également possible de magnétiser axialement en forme de secteurs. La magnétisation en forme de secteurs signifie qu'un matériau n'est pas magnétisé de manière uniforme, mais présente, selon les zones, des forces ou des directions de magnétisation différentes.

Le revêtement protège les matériaux magnétiques sensibles contre la corrosion et l'usure mécanique. Les aimants en néodyme, en particulier, nécessitent une protection de surface, car ils sont très sensibles à l'oxydation. Les revêtements courants sont le nickel, le zinc, la résine époxy ou des combinaisons telles que nickel-cuivre-nickel. Le choix du revêtement dépend de l'environnement d'utilisation (par exemple, le contact avec l'eau), de la température et des contraintes mécaniques.

Le champ B – également appelé densité de flux magnétique – décrit l'intensité et la direction d'un champ magnétique. L'unité utilisée est le tesla (T) ou le millitesla (mT). Le champ B indique le nombre de lignes de champ magnétique par unité de surface qui traversent une zone donnée. Il s'agit de la grandeur fondamentale permettant de caractériser les champs magnétiques en technique et en physique.

La courbe BH – également appelée courbe d'hystérésis ou boucle d'hystérésis – illustre le comportement d'aimantation d'un matériau en fonction du champ magnétique externe. Elle représente graphiquement la relation entre l'intensité du champ magnétique (H) et la densité de flux magnétique (B). Elle permet de déterminer des paramètres importants tels que la rémanence, l'intensité du champ coercitif et le produit d'énergie. Elle est indispensable pour le choix des matériaux et la conception des aimants.

Le produit d'énergie maximal (BH)max est l'indice de qualité le plus important pour les aimants permanents. Il indique l'énergie magnétique maximale qu'un aimant peut stocker par unité de volume. L'unité utilisée est le kilojoule par mètre cube (kJ/m³) ou le mégagauss-oersted (MGOe). Plus le produit d'énergie est élevé, plus un système magnétique peut être conçu pour être performant et compact.

Le foyer magnétique désigne la zone où la concentration du champ magnétique est la plus élevée dans les systèmes magnétiques de forme spécifique. La conception ciblée des pièces polaires permet de concentrer l'énergie magnétique sur une petite zone. Ce principe est notamment utilisé dans les aimants de maintien ou dans le domaine des capteurs.

La force de rupture indique la charge de traction maximale qu'un système magnétique peut supporter avant que la liaison ne se rompe ou que le matériau ne soit endommagé. Elle ne correspond pas à la force d'adhérence et est déterminée dans des conditions d'essai bien définies. Elle revêt une importance particulière pour les applications liées à la sécurité dans l'industrie et la technologie.

La température de Curie est la température critique à laquelle un matériau ferromagnétique perd ses propriétés magnétiques. Au-delà de ce seuil, l'aimant devient paramagnétique : l'ordre magnétique s'effondre. Pour les aimants en néodyme, elle est d’environ 310 °C, et d’environ 450 °C pour les ferrites. Ce paramètre est déterminant pour les applications à haute température.

Les effets du froid sur les matériaux magnétiquessont également intéressants
Jusqu’à -40 °C, la force d’adhérence augmente légèrement. À partir de -125 °C, elle diminue ; à -196 °C, il en reste 85 à 90 % (de manière réversible).

Les aimants permanents génèrent un champ magnétique constant sans apport d'énergie externe. Ils conservent leur magnétisation pendant de longues périodes. Les matériaux couramment utilisés sont le néodyme (NdFeB), la ferrite, le SmCo et l'AlNiCo. Leurs domaines d'application vont des moteurs aux haut-parleurs, en passant par les systèmes d'adhérence.

La déclinaison désigne l'angle entre le nord magnétique et le nord géographique en un lieu donné. Elle résulte du fait que le pôle Nord magnétique ne coïncide pas exactement avec le pôle Nord géographique. La connaissance de la déclinaison locale est indispensable à la navigation et à la topographie.

La démagnétisation désigne la perte partielle ou totale de la magnétisation d'un aimant permanent. Elle peut être due à des températures élevées, à des champs opposés puissants, à des chocs mécaniques ou à une conception défavorable du circuit magnétique. La sensibilité dépend du matériau magnétique et de l'intensité de son champ coercitif. Les aimants en néodyme sont plus sensibles que les ferrites, mais offrent des performances supérieures. (Voir aussi Démagnétisation / Courbe de démagnétisation)

Dans le cas de la magnétisationdiamétrale, la direction de magnétisation est perpendiculaire au diamètre d'un aimant cylindrique ou annulaire. Les pôles nord et sud se font face sur les surfaces latérales. Ce type de magnétisation est souvent utilisé pour les rotors des moteurs sans balais, les capteurs et les codeurs rotatifs. Il permet une répartition homogène du champ magnétique lors des mouvements de rotation.

Le diamagnétisme est une forme faible de magnétisme présente dans tous les matériaux. Les substances diamagnétiques sont légèrement repoussées par un champ magnétique, car elles génèrent un faible champ opposé. Cet effet est très faible et est généralement masqué par des propriétés magnétiques plus marquées. L'eau, le cuivre, l'or et le bismuth sont des matériaux diamagnétiques typiques.

Un dipôle magnétique est l'unité fondamentale d'un champ magnétique, comportant un pôle nord et un pôle sud (schéma). Contrairement aux charges électriques, les pôles magnétiques n'apparaissent jamais isolément : tout aimant possède toujours ces deux pôles. Ce principe s'applique aussi bien au plus petit aimant élémentaire qu'au plus grand aimant industriel.

Aperçu des températures maximales d'utilisation des aimants :

La température maximale d'utilisation indique la température jusqu'à laquelle les aimants peuvent être utilisés ; elle dépend du matériau magnétique utilisé. En règle générale, la force d'adhérence des systèmes magnétiques diminue à mesure que la température augmente. La température maximale d'utilisation varie considérablement, allant de 80 °C (valeur standard) pour les aimants néodyme classiques à 650 °C pour les aimants alnico. Si ce seuil lié à la température est dépassé (la température dépasse ce qu’on appelle la température de Curie), cela entraîne une démagnétisation irréversible, c’est-à-dire que l’aimant perd partiellement ou totalement sa force d’adhérence.

Aperçu des températures d'utilisation par matériau

Les trois niveaux de perte de magnétisme

Lorsqu’un aimant est chauffé, sa structure interne se met à osciller. On distingue alors trois niveaux de perte de force :

1. Perte réversible : l'aimant perd temporairement de sa force lorsqu'il est chauffé. Lorsqu'il refroidit à nouveau à température ambiante, il retrouve spontanément toute sa puissance.
2. Perte irréversible : si la température maximale d'utilisation est dépassée, les structures internes se réorganisent de manière permanente. L'aimant reste plus faible même après refroidissement, mais peut être remagnétisé à l'aide d'un champ magnétique externe puissant.
3. Perte permanente (température de Curie) : lorsque ce seuil est atteint, l’orientation magnétique se désorganise complètement. L’aimant est démagnétisé de manière définitive et est irrémédiablement détruit.

Facteurs d'influence importants au quotidien

• La géométrie : les aimants fins ou de très petite taille sont plus sensibles à la chaleur et se démagnétisent plus rapidement que les blocs magnétiques épais et compacts fabriqués dans le même matériau.
• Contre-pièces métalliques : un aimant qui adhère directement à un morceau de fer résiste physiquement à des températures légèrement plus élevées qu’un aimant en suspension libre.
• Bandes et films magnétiques : ces aimants souples sont généralement à base de plastique et subissent des dommages irréversibles dès 80 °C à 85 °C.

Un électroaimant génère un champ magnétique grâce au courant électrique qui traverse une bobine. Contrairement aux aimants permanents, l'intensité de son champ magnétique peut être réglée et il est possible de l'activer ou de le désactiver. Le champ magnétique est amplifié par un noyau de fer situé à l'intérieur de la bobine. Les électroaimants sont utilisés dans les relais, les aimants de levage, les électrovannes et les systèmes de levage industriels.

Les aimants élémentaires sont les plus petites unités magnétiques présentes dans un matériau ; ils résultent du mouvement de spin des électrons. À l'état non magnétisé, ils sont orientés de manière aléatoire et s'annulent mutuellement. Sous l'effet d'un champ magnétique externe, ils s'alignent parallèlement et le matériau devient magnétique. Ce modèle explique clairement l'origine du magnétisme au niveau atomique.

La démagnétisation est synonyme de démagnétisation. La démagnétisation désigne la perte partielle ou totale de l'aimantation d'un aimant permanent. Elle peut être due à des températures élevées, à des champs opposés puissants, à des chocs mécaniques ou à une conception défavorable du circuit magnétique. La sensibilité dépend du matériau magnétique et de l'intensité de son champ coercitif. Les aimants en néodyme sont plus sensibles que les ferrites, mais offrent des performances supérieures.

Le revêtement époxy est un traitement anticorrosion pour les aimants, qui consiste à appliquer une fine couche de résine synthétique. Il offre une bonne protection contre l'humidité et les agressions chimiques. L'époxy est particulièrement adapté aux applications soumises à de faibles contraintes mécaniques. La couche est généralement noire et légèrement plus épaisse que les revêtements métalliques.

Les lignes de champ magnétique constituent un modèle permettant de représenter les champs magnétiques. À l'extérieur de l'aimant, elles s'étendent du pôle nord au pôle sud et forment des boucles fermées. Plus les lignes de champ sont denses, plus le champ magnétique est intense à cet endroit. Le modèle des lignes de champ facilite la visualisation et le calcul des interactions magnétiques.

Les aimants en ferrite – également appelés aimants céramiques – sont composés d'oxyde de fer et de carbonate de baryum ou de carbonate de strontium. Ils sont peu coûteux, résistants à la corrosion et stables à des températures allant jusqu'à environ 250 °C. Leur force magnétique est inférieure à celle du néodyme, mais ils sont en revanche cassants et insensibles à la démagnétisation. Applications typiques : haut-parleurs, moteurs, tableaux magnétiques et systèmes de fixation.

Le ferrimagnétisme est un ordre magnétique dans lequel les moments atomiques voisins s'alignent de manière antiparallèle, mais avec des intensités différentes. Il en résulte un champ magnétique mesurable vers l'extérieur. Les ferrites sont des matériaux ferrimagnétiques typiques. Ce phénomène se situe entre le ferromagnétisme et l'antiferromagnétisme.

Le ferromagnétisme est la forme la plus puissante de magnétisme et est à l'origine des propriétés des aimants permanents. Dans les matériaux ferromagnétiques, les moments magnétiques atomiques s'alignent parallèlement les uns aux autres et se renforcent mutuellement. Le fer, le cobalt et le nickel sont des matériaux ferromagnétiques typiques. Au-dessus de la température de Curie, ils perdent leurs propriétés ferromagnétiques.

La densité de flux magnétique (également appelée champ B) décrit l'intensité d'un champ magnétique en un point donné de l'espace. En termes simples, elle indique le nombre de lignes de champ magnétique par unité de surface qui traversent une surface perpendiculaire au champ.

• Signification physique : c’est une mesure de la concentration locale du flux magnétique. Plus la densité de flux est élevée, plus la force magnétique agissant sur les charges en mouvement ou les matériaux ferromagnétiques est importante.
• Unité :
  • L'unité SI est le tesla (T)
  • Dans la pratique, on utilise encore souvent le gauss (G)
  • Conversion : 1 tesla = 10 000 gauss

Chez BRUGGER, lorsque nous parlons de la « force » d’un aimant (par exemple à la surface d’un aimant permanent), nous faisons presque toujours référence, d’un point de vue technique, à la densité de flux magnétique. Celle-ci détermine la force avec laquelle un aimant attire une pièce ou son efficacité à filtrer les copeaux métalliques d'un milieu.

La mesure du flux sert à déterminer le flux magnétique d'un aimant permanent. On utilise comme appareil de mesure un fluxmètre qui intègre la tension induite dans une bobine de mesure. La bobine de mesure entoure l'aimant ou passe à proximité de celui-ci. Le résultat correspond au flux magnétique exprimé en Weber (Wb). Cette méthode est particulièrement adaptée au contrôle qualité et à la classification des aimants dans la production en série, car elle est rapide et non destructive.

Un fluxmètre est un appareil de mesure permettant de déterminer le flux magnétique. Il intègre la tension induite dans une bobine de mesure en fonction du temps et affiche le résultat en Weber (Wb). Les fluxmètres modernes fonctionnent de manière numérique et permettent d'automatiser les procédures de mesure. Ils sont utilisés dans la fabrication d'aimants à des fins de contrôle qualité et de classification.

Le gauss (G) est une ancienne unité de mesure de la densité de flux magnétique, encore couramment utilisée notamment aux États-Unis. L'unité SI est le tesla (T). La conversion est la suivante : 1 tesla = 10 000 gauss. Dans les fiches techniques et la littérature spécialisée, les deux unités sont utilisées en parallèle.

Un gaussmètre – également appelé teslamètre – est un appareil de mesure permettant de déterminer la densité de flux magnétique. Il est généralement équipé d'une sonde à effet Hall qui convertit le champ magnétique en un signal électrique. Les gaussmètres sont utilisés pour le contrôle qualité des aimants permanents, pour la mesure des champs magnétiques dans les systèmes magnétiques et pour vérifier l'efficacité des blindages. Le terme « gaussmètre » est couramment utilisé aux États-Unis, tandis que « teslamètre » correspond à la nomenclature du Système international (SI).

La classe de qualité désigne le niveau de performance d'un matériau magnétique et définit ses propriétés magnétiques telles que le produit d'énergie, la rémanence et l'intensité du champ coercitif. Chaque groupe de matériaux magnétiques dispose de son propre système de classification :

Aimants au néodyme (NdFeB) : les désignations telles que N35, N42 ou N52 indiquent le produit d'énergie maximal en MGOe. Des lettres supplémentaires telles que M, H, SH ou UH indiquent une résistance accrue à la température.

Aimants en ferrite : les classes de qualité telles que Y10, Y25, Y30 ou Y35 décrivent les performances. Des chiffres plus élevés correspondent à des produits énergétiques plus élevés. Les désignations peuvent varier selon les fabricants (par exemple HF, C8).

Aimants AlNiCo : les classifications telles que AlNiCo 5, AlNiCo 8 ou AlNiCo 9 se distinguent par leur produit d'énergie et leur champ coercitif. Des numéros plus élevés indiquent généralement des propriétés magnétiques améliorées.

Aimants au samarium-cobalt (SmCo) : il existe deux groupes principaux : SmCo5 (1:5) et Sm2Co17 (2:17). Au sein de ces groupes, il existe d’autres subdivisions en fonction du produit d’énergie et du comportement thermique.

Le choix de la bonne classe de qualité est déterminant pour les performances et la rentabilité d’un système magnétique. Vous trouverez la qualité magnétique et d’autres indicateurs de nos matériaux sous la rubrique M – Données sur les matériaux magnétiques.

La force d'adhérence indique la force nécessaire pour retirer un aimant perpendiculairement d'une surface en acier. Elle est exprimée en newtons (N) ou en kilogrammes (kg) et mesurée dans des conditions normalisées. La force d'adhérence réelle dépend de l'état de surface, de l'entrefer et de l'épaisseur du matériau. Il s'agit d'un critère de sélection essentiel pour les systèmes magnétiques.

La force d'adhérence d'un aimant dépend en grande partie du matériau et de l'épaisseur de la contre-armature. Les valeurs optimales sont obtenues avec une plaque de contre-armature en acier de construction non allié (par exemple S235). L'épaisseur doit être choisie de manière à ce que la contre-armature puisse absorber entièrement le flux magnétique ; si elle est trop fine, il se produit une sursaturation et une partie des lignes de champ est perdue. De même, un matériau de qualité inférieure ou non ferromagnétique (par exemple l'acier inoxydable austénitique) réduit considérablement la force d'adhérence.

La force d'adhérence d'un aimant diminue de manière disproportionnée à mesure que l'entrefer augmente : une distance de quelques dixièmes de millimètre suffit déjà à réduire cette force de 50 % ou plus. Outre la distance physique, l'entrefer peut également être causé par des revêtements, des vernis, des films, des salissures ou des surfaces rugueuses, qui doivent être pris en compte lors de la conception.

L'impact d'un entrefer varie selon le type d'aimant : les aimants grappin plats y sont particulièrement sensibles, car le flux magnétique s'étend sur toute la surface et y est concentré. Les aimants grappin cylindriques et les systèmes de type A présentent des courbes caractéristiques différentes de celles illustrées dans ce schéma et peuvent, selon leur conception, être plus tolérants vis-à-vis de faibles distances.

De manière générale, la force d'adhérence de tout alliage magnétique diminue lorsque la température augmente. La température maximale d'utilisation indiquée dans nos fiches produits correspond à la température jusqu'à laquelle les systèmes peuvent être utilisés sans risque de détérioration. Si cette limite est dépassée, cela peut avoir des répercussions sur les matières plastiques, la colle et/ou la force magnétique. Veuillez donc respecter les indications de température correspondantes concernant la température maximale d'utilisation de nos systèmes magnétiques.

Un réseau de Halbach est une disposition particulière d'aimants dans laquelle le sens d'aimantation tourne par paliers – généralement par paliers de 90°. Le champ magnétique s'en trouve ainsi considérablement renforcé d'un côté, tandis qu'il est pratiquement annulé du côté opposé. Cette répartition asymétrique du champ permet de concevoir des systèmes magnétiques plus compacts et plus efficaces. Les réseaux de Halbach sont utilisés dans les moteurs linéaires, les paliers magnétiques, les systèmes de fixation et les accélérateurs de particules. Nous avons déjà eu l’occasion de monter un réseau de Halbach en collaboration avec une université. Si un tel projet vous intéresse, n’hésitez pas à contacter nos conseillers techniques via le formulaire de contact.

Un capteur à effet Hall mesure les champs magnétiques en s'appuyant sur l'effet Hall. Lorsqu'un conducteur traversé par un courant est exposé à un champ magnétique, une tension mesurable apparaît perpendiculairement au sens du courant. Les capteurs à effet Hall sont utilisés pour la détection sans contact de la position et de la vitesse de rotation. On les trouve dans les smartphones, les véhicules et les systèmes de commande industriels.

Une sonde à effet Hall est la tête de mesure de précision d'un gaussmètre ou d'un teslamètre permettant de déterminer la densité de flux magnétique. Elle se compose d'une fine plaquette semi-conductrice positionnée perpendiculairement au champ magnétique. La tension de Hall ainsi générée est proportionnelle à la densité de flux et est analysée par l'appareil de mesure raccordé. Les sondes de Hall permettent d'effectuer des mesures étalonnées allant de l'ordre du millitesla à celui du tesla et sont indispensables dans le contrôle qualité des aimants.

Les matériaux magnétiques durs sont difficiles à magnétiser, mais conservent leur magnétisation de manière permanente. Ils possèdent une force coercitive élevée et conviennent donc à la fabrication d'aimants permanents. Le néodyme, la ferrite et le SmCo sont des exemples typiques de matériaux magnétiques durs. À l'opposé, on trouve les matériaux magnétiques doux.

Les ferrites à magnétisme dur sont fabriquées à partir d'oxyde de fer et de carbonate de strontium.
Composition de la ferrite de strontium :_{SrFe₁₂O₁₉}

Ces aimants présentent une dureté comprise entre 480 et 580 HV et peuvent être usinés à l'aide d'outils diamantés ou par découpe au jet d'eau.Contrairement aux aimants à terres rares, les ferrites présentent une densité d'énergie magnétique nettement inférieure. Ces matières premières sont disponibles en grandes quantités et sont donc très bon marché.

Les éclats sur les arêtes vives des ferrites sont tolérés dans la mesure où la forme d’origine de l’aimant, et donc sa fonction, sont conservées. Si des arêtes 100 % impeccables sont requises, cela doit être explicitement précisé. Les petites fissures dans le matériau magnétique n’ont aucune influence sur la force d’adhérence.

Les aimants en HF peuvent être isotropes (pas de direction préférentielle des particules élémentaires → force d'adhérence plus faible) ou anisotropes (les particules élémentaires sont orientées de manière préférentielle → force d'adhérence plus élevée). Les aimants en HF peuvent être utilisés dans des plages de température comprises entre -40 °C et +250 °C*.
Le matériau est dur et cassant ; son usinage n’est possible qu’avec des outils diamantés. De plus, le HF est insensible à l’oxydation et aux intempéries et présente une bonne résistance aux produits chimiques.

* La température maximale d’utilisation varie toutefois et dépend essentiellement de l’alliage utilisé, du domaine d’application, des matériaux assemblés ainsi que de la géométrie de l’aimant. Vous trouverez des informations précises sur la plage de température de votre système magnétique dans notre catalogue de produits ou lors d’un entretien individuel.

Une bobine de Helmholtz est constituée de deux bobines parallèles et identiques, espacées d'une distance égale à leur rayon et traversées par un courant de même sens. Au milieu, entre les deux bobines, se forme un champ magnétique particulièrement homogène. Ce dispositif est utilisé pour l'étalonnage de capteurs de champ magnétique, pour la mesure des moments magnétiques d'aimants permanents et pour la compensation des champs ambiants perturbateurs, tels que le champ magnétique terrestre.

Le champ H décrit l'intensité du champ magnétique indépendamment du matériau environnant. L'unité est l'ampère par mètre (A/m) ou l'oersted (Oe). Alors que le champ B indique la densité de flux réelle, le champ H décrit la cause du champ magnétique. Ces deux grandeurs sont liées entre elles par la perméabilité du matériau.

L'hystérésis décrit le comportement de réponse retardée d'un matériau ferromagnétique aux variations du champ magnétique externe. La magnétisation n'évolue pas de manière linéaire, mais forme une boucle caractéristique : la courbe d'hystérésis. Ce comportement explique pourquoi les aimants permanents conservent leur magnétisation et pourquoi des pertes d'énergie surviennent lors d'une inversion de polarité.

La mesure de l'hystérésis est un procédé permettant d'enregistrer la courbe BH complète d'un matériau magnétique. L'échantillon est aimanté et démagnétisé de manière cyclique dans un circuit magnétique fermé, tandis que l'intensité du champ et la densité de flux sont mesurées en continu. Cette mesure permet de déterminer des paramètres importants tels que la rémanence, l'intensité du champ coercitif et le produit d'énergie. Elle est indispensable à la caractérisation des matériaux et à l'assurance qualité.

Un aimantateur à impulsions est un appareil permettant de magnétiser des aimants permanents à l'aide d'une impulsion de champ magnétique brève et extrêmement puissante. Un condensateur est chargé puis déchargé brusquement via une bobine d'aimantation, ce qui génère des intensités de champ de plusieurs teslas pendant quelques millisecondes. Cela suffit pour magnétiser complètement même des matériaux à haute coercivité tels que le néodyme. Les magnétiseurs à impulsions permettent également d’obtenir des schémas de magnétisation complexes, tels que la magnétisation multipolaire ou oblique, et sont indispensables dans la fabrication industrielle d’aimants. BRUGGER dispose de 6 aimantateurs à impulsions permettant de magnétiser des matériaux en AlNiCo, néodyme, samarium et ferrite dure jusqu’à un diamètre de 150 mm.
La magnétisation et la démagnétisation sont possibles avec une tension maximale pouvant atteindre 3 000 volts.

L'induction magnétique désigne l'apparition d'une tension électrique dans un conducteur sous l'effet d'un champ magnétique variable. Ce principe – décrit par la loi d'induction de Faraday – est à la base du fonctionnement des générateurs, des transformateurs et des capteurs. Dans le langage courant, ce terme est également utilisé comme synonyme de densité de flux magnétique (champ B).

Les aimants isotropes n'ont pas de direction de magnétisation préférentielle et peuvent être magnétisés dans n'importe quelle direction. Ils sont fabriqués sans alignement dans le champ magnétique et atteignent donc des produits d'énergie inférieurs à ceux des aimants anisotropes. Leur flexibilité les rend adaptés aux applications présentant des schémas de magnétisation complexes ou lorsque la direction de magnétisation n'est déterminée qu'après la fabrication.

On entend par « pertes irréversibles » la perte définitive de la force magnétique, qui ne peut être inversée par un simple refroidissement ou par la suppression d'un champ opposé. Elles sont dues au dépassement de la température maximale d'utilisation ou à des champs démagnétisants trop puissants. L'aimant doit alors être remagnétisé afin de retrouver ses performances d'origine.

Joug / Joug magnétique

Une culasse est un composant en matériau magnétique doux qui guide et concentre de manière ciblée les lignes de champ magnétique. Elle relie les pôles d'un aimant ou d'un électroaimant et ferme le circuit magnétique. L'utilisation d'une culasse permet d'augmenter considérablement la force d'attraction d'un système magnétique et de minimiser les champs de dispersion. Les matériaux typiquement utilisés sont le fer doux ou l'acier de construction.

Aimant à culasse

Terme désignant un système magnétique complet composé d’un aimant permanent et d’une culasse en fer. En résumé : aimant + culasse = aimant à culasse.
Un aimant à culasse est un système magnétique dans lequel un aimant permanent est intégré dans un boîtier en matériau magnétique doux. La culasse en fer concentre les lignes de champ et renforce considérablement la force d'adhérence au niveau de la surface polaire. Les transformateurs constituent des applications typiques des aimants à culasse.

La magnétisation nucléaire désigne la magnétisation due à l'influence du noyau atomique – par opposition à celle due à la couche électronique. Cet effet est extrêmement faible et ne joue aucun rôle dans les aimants permanents. Il constitue toutefois le principe de base de la résonance magnétique nucléaire (RMN) et de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) en médecine.

La force de basculement désigne la force nécessaire pour détacher un aimant de la surface d'adhérence par un mouvement de rotation – par exemple en soulevant un bord. Elle est nettement inférieure à la force d'adhérence verticale, car des forces de levier entrent en jeu et la surface de contact est progressivement réduite. La force de basculement réelle dépend fortement de la manière dont la force est appliquée à l'ensemble du système : plus le bras de levier est long, plus la force nécessaire au détachement est faible. Lors de la conception de systèmes magnétiques, il convient donc de vérifier si des charges de basculement sont susceptibles de se produire.

L'intens ité du champ coercitif indique l'intensité du champ opposé nécessaire pour démagnétiser complètement un aimant. Elle constitue une mesure de la résistance à la démagnétisation. On distingue Hc (intensité du champ coercitif de la densité de flux) et HcJ (intensité du champ coercitif de la polarisation). Plus cette valeur est élevée, plus l'aimant est stable face aux variations de température et aux champs opposés.

En termes plus simples : l'intensité du champ coercitif Hc décrit l'intensité du champ magnétique nécessaire pour faire disparaître l'induction magnétique dans l'aimant. Cela se produit lorsqu'un aimant permanent est placé dans un champ magnétique de polarité inverse présentant une intensité de champ coercitif Hc.

La mesure s'effectue par hystérésis à l'aide d'un permétromètre, dans lequel l'aimant est soumis à un champ opposé croissant jusqu'à ce que la densité de flux (B) ou la polarisation (J) atteigne zéro. Pour les contrôles en série rapides, on utilise des coercimètres qui détectent directement le passage par zéro et affichent l'intensité du champ coercitif.

Le flux magnétique – également appelé flux de force magnétique – désigne la quantité totale de lignes de champ magnétique qui traversent une surface donnée. Son unité est le weber (Wb). Le flux magnétique est le produit de la densité de flux magnétique par la surface traversée. Il s'agit d'une grandeur essentielle dans le calcul des circuits magnétiques et des phénomènes d'induction.

Rôle de l'étrier de court-circuit:

• Il protège l'aimant : Lorsqu'on stocke un aimant, celui-ci peut perdre de sa puissance avec le temps. L'étrier relie le pôle nord et le pôle sud. Ainsi, la force magnétique reste confinée à l'intérieur et l'aimant dure nettement plus longtemps.
• Il isole la force magnétique : Lorsque le pont est en place, l'aimant n'adhère pratiquement plus à l'extérieur. Ainsi, lors du transport, aucun outil ni aucune clé ne reste collé(e) par inadvertance.

Un pont de court-circuit est un morceau de fer doux qui relie les pôles d’un aimant et ferme le circuit magnétique. Il est utilisé pour le stockage et le transport des aimants afin de préserver la force magnétique et de réduire les champs de dispersion. L'étrier de court-circuit est particulièrement indispensable pour les aimants AlNiCo à faible force coercitive. On utilise principalement ces étriers pour les aimants plus anciens (par exemple ceux utilisés en cours de physique au lycée). Les aimants modernes ultra-puissants (tels que les aimants en néodyme) conservent leur force d'eux-mêmes. Ils n'ont plus besoin de cette protection.

La magnétisation longitudinale est un autre terme désignant la magnétisation axiale des aimants en forme de barre. Les pôles se trouvent aux deux extrémités de l'aimant. Ce type de magnétisation est la norme pour les aimants cylindriques et parallélépipédiques destinés à des applications d'adhérence et de maintien.

La force de Lorentz est la force qu'un champ magnétique exerce sur des charges électriques en mouvement (par exemple, des électrons). Elle constitue le lien entre l'électricité et le magnétisme et explique pourquoi les particules chargées peuvent être déviées dans un champ magnétique.

Le principe :

• Les charges au repos ne subissent aucune force dans un champ magnétique.
• Les charges en mouvement traversent les lignes de champ magnétique et subissent ainsi une force.
• Direction d’action : La force de Lorentz agit toujours perpendiculairement tant à la direction du mouvement de la particule qu’à la direction du champ magnétique

La force peut être déterminée à l’aide de la règle des trois doigts de la main droite :

• Pouce : direction du mouvement de la charge (pour les charges positives = sens technique du courant)
• Index : direction du champ magnétique (du pôle nord au pôle sud)
• Majeur : direction de la force de Lorentz (action de la force)

L'entrefer désigne la distance entre un aimant et son homologue ferromagnétique, ou entre deux aimants ou systèmes magnétiques : il s'agit d'une interruption délibérée du matériau bon conducteur magnétique (comme le fer) par un milieu mauvais conducteur magnétique (comme l'air). Il sépare généralement un composant mobile d’un composant fixe, afin d’éviter tout frottement mécanique entre les deux. Dans les systèmes à aimants permanents, l’entrefer a une influence considérable sur l’intensité, la direction et le comportement du champ magnétique.

En magnétisme, la règle de base est la suivante : plus l’entrefer est grand, plus la force d’adhérence résiduelle du système est faible. Cet inconvénient apparent s’avère cependant souvent, lors de la conception, être un avantage technologique pour les applications sans contact. C’est grâce à l’entrefer que les aimants peuvent tourner librement dans les carters de moteurs, que les agitateurs magnétiques peuvent fonctionner de manière stérile à travers des parois en verre ou que les capteurs peuvent effectuer des mesures précises sans s’user. Il transforme les forces magnétiques en un mouvement sûr et sans usure. L’entrefer permet la transmission de l’énergie magnétique, qui est utilisée pour effectuer un travail mécanique – par exemple pour attirer l’armature d’un relais ou faire tourner le rotor d’un moteur.

Parallèlement, l’entrefer a une influence décisive sur la force d’adhérence : lors de la conception de systèmes magnétiques, la réduction au minimum de l’entrefer est un objectif de conception central, car un écart de quelques millimètres seulement suffit à réduire considérablement la force. Les revêtements, les vernis ou les salissures agissent également comme un entrefer et doivent être pris en compte lors de la conception.

Aimant
Un aimant est un corps qui génère un champ magnétique permanent et attire les matériaux ferromagnétiques. On distingue les aimants permanents et les électroaimants. Chaque aimant possède un pôle nord et un pôle sud : les pôles de même nom se repoussent, tandis que les pôles de nom différent s'attirent. Les aimants trouvent des applications dans presque tous les domaines de la technologie.

système magnétique
Ensemble composé d’un aimant et d’autres composants en métal et/ou en plastique. Un système magnétique est un ensemble constitué d’un ou plusieurs aimants combinés à d’autres composants tels qu’une culasse, des pièces polaires ou un boîtier. Leur disposition ciblée permet d’optimiser la force d’adhérence, la distribution du champ magnétique ou le comportement de commutation. Les systèmes magnétiques typiques sont les aimants en pot, les systèmes de préhension (aimants grappin cylindriques), les fermetures magnétiques et les éléments d’adhérence. Ils offrent des performances supérieures à celles des aimants individuels.

Un champ magnétique est l'espace autour d'un aimant dans lequel s'exercent des forces magnétiques. Il est représenté par des lignes de champ qui relient le pôle nord au pôle sud. L'intensité du champ diminue à mesure que la distance par rapport à l'aimant augmente. Les champs magnétiques sont générés par des aimants permanents, des conducteurs traversés par un courant ou des charges électriques en mouvement.

La classe magnétique (également appelée « classe de qualité ») décrit les performances et la qualité d'un aimant. Elle indique la puissance de l'aimant et la température qu'il peut supporter. La mention de la classe magnétique sert de « label de performance » normalisé pour les ingénieurs et les acheteurs. Plus le chiffre est élevé, plus l'aimant est puissant à taille égale.

Composition de la référence, à l'exemple de N45H:

• Lettre N = néodyme : Le grand N au début de la désignation de qualité (comme dans N45 ou N52) indique immédiatement à l'utilisateur qu'il s'agit d'un aimant en néodyme
• Chiffre (par ex. 45): Indique la force magnétique. Plus il est élevé, plus l’aimant est puissant.
• Lettre (par ex. H): indique la température maximale de fonctionnement (par ex. H = jusqu’à 120 °C).

Le moment magnétique est une grandeur physique qui décrit l'intensité et la direction de l'effet magnétique d'un corps. Dans le cas des aimants permanents, il indique l'intensité de l'interaction de l'aimant avec les champs magnétiques externes. L'unité est l'ampère-mètre carré (A·m²) ou le joule par tesla (J/T). Le moment magnétique est indépendant de la géométrie de l'aimant et convient donc parfaitement à la comparaison de différents aimants. La mesure s'effectue généralement à l'aide d'une bobine de Helmholtz associée à un fluxmètre.

Un aimantateur sert à magnétiser des aimants permanents. Dans la production industrielle, on utilise principalement des aimantateurs à impulsions, qui permettent de magnétiser de manière fiable même les matériaux à haute coercivité grâce à des impulsions de champ courtes et puissantes. Pour les applications simples, il existe également des culasses d'aimantation équipées d'aimants permanents ou d'électroaimants. Voir également la rubrique « Aimantateurs à impulsions ».

La magnétisation désigne le processus par lequel un matériau ferromagnétique devient lui-même un aimant. Ce phénomène résulte de l'alignement des aimants élémentaires présents dans le matériau sous l'effet d'un champ magnétique externe puissant. La magnétisation peut être permanente (dans le cas des aimants durs) ou temporaire (dans le cas des aimants doux). L'unité de magnétisation est l'ampère par mètre (A/m).

Méthodes de magnétisation

Par un champ magnétique externe : Le matériau est placé dans le champ puissant d’un électroaimant (souvent une bobine traversée par un courant électrique). Cela permet d’aligner les aimants atomiques. C’est ainsi que l’on peut produire un magnétisme permanent en fabrication.
Par balayage mécanique : Le fait de passer à plusieurs reprises un aimant permanent dans la même direction sur un morceau de fer (par exemple un clou) force les aimants élémentaires à s’aligner parallèlement.
Par chauffage et refroidissement (thermomagnétisme) : Ce procédé tire parti du fait que les propriétés magnétiques de certains alliages dépendent fortement de la température. Un exemple de ce type de matériau est l’alliage composé de lanthane, de fer, de cobalt et de silicium, qui était jusqu’à présent utilisé pour des applications de refroidissement magnétique.
En dessous d’environ 27 °C, le matériau est magnétique, tandis qu’il est amagnétique à des températures plus élevées.
Si le matériau est alternativement mis en contact avec de l’eau chaude et de l’eau froide, sa magnétisation change en permanence.

Tous les systèmes magnétiques que nous fournissons sont toujours fabriqués avec la même magnétisation, c'est-à-dire que la disposition des pôles sur la surface d'adhérence est toujours la même pour chaque alliage.
Vous trouverez ici une représentation schématique des différents alliages magnétiques :

Le magnétisme est un phénomène physique qui relève de l'électromagnétisme, l'une des quatre forces fondamentales de la physique. Le magnétisme est décrit à l'aide du champ magnétique H et de la densité de flux magnétique B. Il résulte du mouvement de charges électriques, des moments magnétiques (de rotation orbitale) ainsi que des moments de rotation intrinsèques (spin) des électrons. Le magnétisme se manifeste par une force transmise par le champ magnétique, émanant d’objets magnétiques (tels que les aimants permanents) ou agissant sur ceux-ci (comme le fer).

Der Magnetkern bezeichnet den Dauermagneten als zentrales Element eines Magnetsystems. Er bildet die Quelle des Magnetfeldes und dient als Referenz für die Haftkraft. Durch Kombination mit einem Gehäuse aus weichmagnetischem Stahl – etwa als Stahltopf, Polschuhsystem oder mit Rückschluss – werden die Feldlinien gebündelt und die Haftkraft gegenüber dem reinen Magnetkern erheblich gesteigert.

Un circuit magnétique désigne le chemin fermé le long duquel s'étendent les lignes de champ magnétique. Il se compose d'une source magnétique, de conducteurs magnétiques (par exemple, une culasse en fer) et, le cas échéant, d'entrefers. La conception du circuit magnétique détermine l'efficacité et la puissance d'un système magnétique. À l'instar d'un circuit électrique, certaines lois s'y appliquent, comme la loi de l'induction magnétique.

Les alliages magnétiques sont des matériaux métalliques qui, grâce à la combinaison de différents éléments, acquièrent de fortes propriétés magnétiques permanentes. Les principaux alliages magnétiques sont le néodyme-fer-bore (NdFeB), le samarium-cobalt (SmCo) et l'aluminium-nickel-cobalt (AlNiCo). Chaque alliage présente des avantages spécifiques en termes de produit énergétique, de résistance à la température et de comportement face à la corrosion.

Les propriétés magnétiques résultent de la structure cristalline de l'alliage. Les graphiques illustrent la structure typique des différents alliages magnétiques au niveau atomique

Un magnétomètre est un appareil de mesure permettant de déterminer l'intensité et la direction d'un champ magnétique. Il en existe différents types, tels que les sondes à effet Hall, les magnétomètres à fluxgate ou les capteurs SQUID. Les magnétomètres sont utilisés en géophysique, en navigation, dans le contrôle qualité et dans les essais de matériaux. La précision de mesure s'étend du femtotesla à plusieurs teslas.

Un accouplement magnétique transmet le couple entre deux arbres sans contact, grâce à des forces magnétiques. Il se compose de deux moitiés distinctes dotées d'aimants permanents, qui sont couplées magnétiquement à travers une paroi de séparation. Le grand avantage : l'entraînement et la sortie sont hermétiquement séparés l'un de l'autre, ce qui rend cet accouplement idéal pour les pompes, les agitateurs et les compresseurs utilisant des fluides agressifs, toxiques ou de haute pureté. Les accouplements magnétiques fonctionnent sans usure, ne nécessitent aucun joint au niveau du passage d’arbre et ne requièrent que peu d’entretien. En cas de surcharge, ils glissent, protégeant ainsi l’entraînement contre tout dommage. Nos experts ont déjà mené à bien de nombreux projets impliquant des accouplements magnétiques. Pour toute demande, veuillez contacter notre service commercial technique.

Chaque aimant possède deux pôles: un pôle nord et un pôle sud. Les lignes de champ magnétique sortent par le pôle nord et y rentrent par le pôle sud. Les pôles magnétiques n'apparaissent jamais isolément : si l'on divise un aimant, on obtient deux nouveaux aimants complets, chacun doté de deux pôles. Cette nomenclature découle du champ magnétique terrestre : le pôle nord d’une aiguille de boussole pointe vers le pôle nord magnétique de la Terre.

• Pôle nord: le pôle qui s’aligne sur le pôle nord géographique de la Terre. Il est généralement marqué en rouge (par exemple sur les aimants pédagogiques classiques).
• Pôle sud: le pôle qui s’aligne sur le pôle sud géographique de la Terre. Il est généralement marqué en vert ou en bleu.
• Dipôle: objet possédant deux pôles opposés. Comme les aimants possèdent toujours les deux pôles simultanément, ce sont toujours des dipôles magnétiques. Il n’existe pas dans la nature de pôles nord ou sud isolés (monopôles). Si l’on coupe un aimant en son milieu, on obtient simplement deux nouveaux dipôles plus petits, chacun possédant ses propres pôles nord et sud.

Les matériaux magnétiques sont des matériaux qui conviennent à la fabrication d'aimants permanents. Les plus importants sont le néodyme-fer-bore (NdFeB), le samarium-cobalt (SmCo), la ferrite et l'aluminium-nickel-cobalt (AlNiCo). Ils se distinguent par leur produit énergétique, leur résistance à la température, leur sensibilité à la corrosion et leur prix. Le choix dépend des exigences spécifiques de l'application.

Néodyme-fer-bore (NdFeB)

Alliage composé de néodyme, de fer et de bore, dont la composition est_{Nd₂Fe₁₄B}.
Les aimants NdFeB présentent une dureté de 560 à 580 HV et sont moins fragiles que les alliages HF et SmCo. Ce matériau peut être usiné à l’aide d’outils diamantés, ainsi que par électroérosion à fil et par électroérosion par enfonçage. En raison de leur forte oxydation à l'état brut, ils sont principalement proposés nickelés ou zingués. Les aimants NdFeB présentent une densité d'énergie très élevée, ce qui permet d'atteindre des forces d'adhérence très élevées à saturation maximale. Selon la composition de l’alliage, ils peuvent être utilisés dans des plages de température comprises entre -40 °C et +200 °C*.

Samarium-cobalt (SmCo)

Alliage du samarium (Sm), un métal des terres rares, avec le cobalt (Co).
Structures d’alliage :
_SmCo5 (sans fer)
_Sm2Co17 (contenant 20 à 25 % de fer)

Ces aimants présentent une dureté comprise entre 500 et 700 HV, ce qui les rend cassants. Ils peuvent être usinés à l'aide d'outils diamantés, ainsi que par électroérosion à fil et par électroérosion par enfonçage. En raison de leur forte teneur en cobalt, ils sont plus coûteux que les autres matériaux magnétiques. Les aimants SmCo ne s’oxydent que légèrement et présentent une bonne résistance aux produits chimiques. Grâce à leur densité d’énergie élevée (environ 30 à 40 % inférieure à celle des aimants NdFeB), ils permettent d’atteindre des forces d’adhérence élevées à saturation maximale. Ils peuvent être utilisés dans des plages de température allant de -40 °C à +350 °C*. Les petites fissures dans le matériau magnétique n’ont aucune incidence sur la force d’adhérence.

Aluminium-nickel-cobalt (AlNiCo)

Alliages d’aluminium, de fer, de nickel, de cuivre et de cobalt. Ils sont utilisés pour fabriquer des aimants permanents par moulage ou frittage.

Ces aimants présentent une dureté de 510 HV et peuvent être usinés à l’aide d’outils diamantés (meulage, perçage), par électroérosion à fil et par enfonçage, par découpe au jet d’eau, par tournage à froid et par fraisage à froid. En raison de leurs propriétés magnétiques, les aimants en AlNiCo doivent présenter une grande longueur dans le sens de la magnétisation afin d’offrir une bonne résistance à la démagnétisation lorsqu’ils sont utilisés comme aimants ouverts. Les aimants AlNiCo sont très résistants à la température et peuvent être utilisés dans des plages allant de -270 °C à +450 °C*.

Ferrites durs (HF)

Elles sont fabriquées à partir d’oxyde de fer et de carbonate de strontium.
Composition de la ferrite de strontium :_{SrFe₁₂O₁₉}

Ces aimants possèdent une dureté comprise entre 480 et 580 HV et peuvent être usinés à l’aide d’outils diamantés ou par découpe au jet d’eau.Contrairement aux aimants en terres rares, les ferrites présentent une densité d'énergie magnétique nettement inférieure. Ces matières premières sont disponibles en grandes quantités et sont donc très bon marché.

Les éclats sur les arêtes vives des ferrites sont tolérés dans la mesure où la forme d’origine de l’aimant, et donc sa fonction, sont conservées. Si des arêtes 100 % impeccables sont requises, cela doit être explicitement précisé. Les petites fissures dans le matériau magnétique n’ont aucune influence sur la force d’adhérence.

Les aimants en HF peuvent être isotropes (pas de direction préférentielle des particules élémentaires → force d'adhérence plus faible) ou anisotropes (les particules élémentaires sont orientées de manière préférentielle → force d'adhérence plus élevée). Les aimants en HF peuvent être utilisés dans des plages de température comprises entre -40 °C et +250 °C*.
Le matériau est dur et cassant ; son usinage n’est possible qu’à l’aide d’outils diamantés. De plus, le HF est insensible à l’oxydation et aux intempéries et présente une bonne résistance aux produits chimiques.

* La température maximale d’utilisation varie toutefois et dépend essentiellement de l’alliage utilisé, du domaine d’application, des matériaux assemblés ainsi que de la géométrie de l’aimant. Vous trouverez des informations précises sur la plage de température de votre système magnétique dans notre catalogue de produits ou lors d’un entretien individuel.

L'aimantation multipolaire désigne la création de plusieurs pôles nord et sud alternés sur un même aimant. Ce terme est utilisé comme synonyme d'aimantation multipolaire. Les applications typiques sont les aimants de capteurs, les codeurs et les rotors pour moteurs sans balais.

Une bobine de mesure est un enroulement de fil passif permettant de détecter le flux magnétique par induction électromagnétique. Elle est reliée à un fluxmètre et passe à proximité de l'aimant ou est enroulée autour de celui-ci. Le champ magnétique variable induit une tension qui est intégrée par le fluxmètre ; le résultat correspond au flux magnétique exprimé en Weber. Les formes de construction typiques sont les bobines annulaires pour la mesure du flux total et les bobines plates pour les mesures de surface.

Dans le cas de la magnétisation multipolaire , plusieurs pôles nord et sud sont créés sur un seul aimant. Les pôles alternent à intervalles réguliers, selon une disposition radiale, axiale ou linéaire. Ce type de magnétisation est utilisé pour les capteurs, les codeurs, les moteurs sans balais et les codeurs rotatifs. Le nombre de pôles influe sur la résolution et la précision de l'application. On peut également utiliser le terme «magnétisation multipolaire ».

La température de Néel est la température critique à laquelle un matériau antiferromagnétique perd son ordre magnétique. Au-delà de ce point, le matériau devient paramagnétique. Elle est l'équivalent de la température de Curie pour les matériaux ferromagnétiques. Elle doit son nom au physicien français Louis Néel, qui a reçu le prix Nobel en 1970 pour ses recherches sur le magnétisme.

Les aimants en néodyme sont constitués d'un alliage de néodyme, de fer et de bore ; ce sont les aimants permanents les plus puissants disponibles à l'heure actuelle. Ils atteignent des produits énergétiques supérieurs à 50 MGOe et permettent de réaliser des systèmes magnétiques extrêmement compacts. Leurs faiblesses résident dans leur sensibilité à la corrosion et leur résistance limitée à la température (entre 80 et 200 °C selon la qualité). Les aimants en néodyme dominent des applications telles que les moteurs électriques, les haut-parleurs, les éoliennes et les systèmes de fixation.

Le revêtement au nickel est la protection anticorrosion la plus couramment utilisée pour les aimants en néodyme. On applique généralement un revêtement à trois couches (nickel-cuivre-nickel), qui offre une bonne protection et une surface brillante. Les aimants nickelés conviennent à la plupart des applications standard. En cas d'allergie au nickel ou d'environnements agressifs, il convient d'opter pour d'autres revêtements, tels que l'époxy ou l'or.

Chaque aimant possède deux pôles : le pôle nord et le pôle sud. Les lignes de champ sortent du pôle nord et y rentrent au pôle sud. Les pôles de même nom se repoussent, tandis que les pôles de nom différent s'attirent. Par définition, le pôle nord d’une aiguille de boussole libre de tourner pointe vers le pôle nord magnétique de la Terre – qui, d’un point de vue physique, est en réalité un pôle sud magnétique.
Par ailleurs, chez BRUGGER, une salle de réunion s’appelle « Nordpol » :-)

L'oersted est l'ancienne unité du système CGS utilisée pour mesurer l'intensité du champ magnétique (champ H). Elle est encore couramment utilisée, notamment aux États-Unis. L'unité SI est l'ampère par mètre (A/m). La conversion est la suivante : 1 oersted = 79,58 A/m. Dans les fiches techniques, l'intensité du champ coercitif est souvent exprimée en oersteds ou en kilo-oersteds (kOe).

L'orientation magnétique indique la direction de l'aimantation au sein d'un aimant. Dans le cas des aimants anisotropes, cette direction préférentielle est définie lors de la fabrication par un champ externe. On distingue l'orientation axiale, diamétrale et multipolaire. La spécification correcte de l'orientation est déterminante pour le bon fonctionnement de l'aimant dans son application.

Le paramagnétisme est une forme faible de magnétisme dans laquelle les moments magnétiques atomiques s'alignent partiellement sous l'effet d'un champ extérieur. Les matériaux paramagnétiques sont légèrement attirés par les champs magnétiques, mais ne conservent pas leur magnétisation une fois le champ supprimé. L'aluminium, le platine et l'oxygène sont des substances paramagnétiques typiques. Cet effet est nettement plus faible que le ferromagnétisme.

Un aimant permanent génère un champ magnétique constant sans apport d'énergie externe. Une fois magnétisé, il conserve ses propriétés magnétiques de manière permanente. Les principaux matériaux utilisés pour les aimants permanents sont le néodyme (NdFeB), le samarium-cobalt (SmCo), la ferrite et l'AlNiCo. Les aimants permanents sont à la base d'innombrables applications techniques.

Die magnetische Permeabilität beschreibt die Durchlässigkeit eines Materials für magnetische Feldlinien. Materialien mit hoher Permeabilität (wie Weicheisen) leiten Magnetfelder gut, solche mit niedriger Permeabilität (wie Luft oder Kupfer) schlecht. Die relative Permeabilität (µr) gibt das Verhältnis zur Permeabilität des Vakuums an. Sie ist entscheidend für die Berechnung von Magnetkreisen.

Une pièce polaire est un composant en matériau ferromagnétique qui est fixé au pôle magnétique afin de façonner et de concentrer le champ magnétique. Elle agrandit la surface polaire ou concentre les lignes de champ sur une zone définie. Les pièces polaires augmentent la force d'adhérence et améliorent la répartition du champ dans les systèmes magnétiques. Parmi les exemples d'application typiques, on peut citer les systèmes à pièces polaires destinés à des applications nécessitant une forte adhérence sur une petite surface d'adhérence, les électroaimants, etc.

La polarisation magnétique (J) décrit la contribution du matériau à la densité de flux magnétique. Elle résulte de l'orientation des moments magnétiques atomiques. Son unité est le tesla (T). La polarisation est particulièrement importante pour la caractérisation des aimants permanents et le calcul de la force coercitive intrinsèque (HcJ).

L'écartement des pôles désigne la distance entre les pôles nord et sud d'un aimant ou entre des pôles voisins dans le cas d'aimants multipolaires. Il influe sur la portée et la géométrie du champ magnétique. Dans le cas des aimants capteurs, l'écart entre les pôles détermine la résolution et la qualité du signal. Plus l'écart entre les pôles est faible, plus le champ diminue rapidement avec la distance.

La magnétisation transversale est un autre terme désignant la magnétisation diamétrale. La direction de magnétisation est perpendiculaire à l'axe longitudinal d'un aimant cylindrique ou annulaire. Les pôles nord et sud se font face sur les surfaces latérales. Ce type de magnétisation est souvent utilisé pour les rotors, les capteurs et les codeurs rotatifs.

Dans le cas de la magnétisation radiale, la direction de magnétisation suit le rayon – du centre vers l'extérieur ou de l'extérieur vers le centre. L'un des pôles se trouve à l'intérieur, l'autre à l'extérieur de l'aimant. Ce type de magnétisation est principalement utilisé pour les aimants en anneau et en arc destinés aux rotors, aux accouplements magnétiques et aux haut-parleurs. Contrairement à la magnétisation diamétrale, où deux pôles se font face, la magnétisation radiale génère un champ magnétique circulaire uniforme.

La rémanence désigne la densité de flux magnétique qu'un aimant permanent conserve après une magnétisation complète, en l'absence de champ extérieur. Elle est exprimée en tesla (T) ou en millitesla (mT) et constitue un critère de qualité essentiel pour les matériaux magnétiques. Plus la rémanence est élevée, plus le champ magnétique à la surface est intense. Les aimants en néodyme atteignent des valeurs de rémanence comprises entre 1,0 et 1,5 tesla.

Un aimant annulaire est un aimant permanent se présentant sous la forme d'un cylindre creux muni d'un alésage central. Il peut être magnétisé axialement (pôles situés sur les faces frontales), diamétralement (pôles situés sur les faces latérales) ou de manière multipolaire. Les aimants annulaires sont utilisés dans les moteurs, les haut-parleurs, les capteurs et les accouplements. L'alésage permet leur montage sur des arbres ou le passage de câbles.

Un système à entrefer annulaire est un agencement magnétique dans lequel un entrefer annulaire est formé entre un noyau interne et une fermeture externe. Un champ magnétique concentré et largement homogène se forme dans cet entrefer annulaire. Cette conception est à la base des haut-parleurs dans lesquels la bobine mobile est entraînée par le champ magnétique au sein de l'entrefer annulaire. Parmi les autres applications, on peut citer les actionneurs à bobine plongeante, les actionneurs linéaires et les capteurs.

Un corps de fermeture est un composant en matériau ferromagnétique qui ferme les lignes de champ magnétique à l'arrière d'un aimant. Il fonctionne selon le même principe qu'une culasse magnétique et renforce la force d'adhérence du côté de travail. En même temps, il fait écran au champ de dispersion vers l'arrière. Les corps de fermeture constituent un élément essentiel des aimants en pot et des aimants grappin plats.

Les aimants au samarium-cobalt font partie des aimants à terres rares et offrent un produit énergétique élevé ainsi qu'une excellente résistance à la température (jusqu'à 300–350 °C). Ils sont plus résistants à la corrosion que les aimants au néodyme et ne nécessitent généralement pas de revêtement. Leur inconvénient réside dans leur prix plus élevé, dû à leur teneur en cobalt. Les aimants SmCo sont principalement utilisés dans les applications à haute température, l'aéronautique et l'aérospatiale, ainsi que dans le domaine médical.

Magnetische Sättigung tritt ein, wenn alle Elementarmagnete in einem Material vollständig ausgerichtet sind. Eine weitere Erhöhung des äußeren Feldes führt dann zu keiner Steigerung der Magnetisierung mehr. Jedes ferromagnetische Material hat eine charakteristische Sättigungsgrenze. Bei der Auslegung von Magnetkreisen muss die Sättigung berücksichtigt werden, um Effizienzverluste zu vermeiden.

Un aimant en disque est un aimant permanent plat et cylindrique dont la hauteur est faible par rapport au diamètre. La magnétisation est généralement axiale : les pôles se trouvent sur les deux faces plates. Les aimants en disque sont particulièrement adaptés aux applications de fixation, aux fermetures et aux capteurs. Ils sont disponibles dans de nombreuses tailles et matériaux.

La force de cisaillement est une force qui s'exerce parallèlement à la surface d'adhérence d'un aimant – c'est-à-dire latéralement plutôt que verticalement. La contrainte qui en résulte est appelée « contrainte de cisaillement ». Les aimants résistent nettement mieux aux forces de traction qu’aux forces de cisaillement : dans le cas des systèmes magnétiques caoutchoutés, la force de cisaillement ne représente généralement qu’entre la moitié et un cinquième de la force d’adhérence indiquée. Lors de la conception de systèmes magnétiques, il est donc impératif de tenir compte de la direction de la contrainte.

Force de cisaillement : la force elle-même qui agit parallèlement à la surface d’adhérence – une grandeur physique exprimée en newtons (N) = « Quelle est la force latérale en newtons ? »
Contrainte de cisaillement : la sollicitation ou la situation de charge à laquelle un aimant est soumis par une force de cisaillement = « L’aimant est soumis à une contrainte latérale »

Les aimants permanents – en particulier ceux en néodyme et en ferrite – sont fragiles et se cassent facilement sous l'effet d'une contrainte mécanique. Il ne faut jamais les percer, les scier ni les soumettre à des contraintes importantes. Lors de leur manipulation, des éclats peuvent provoquer des blessures. Pour les applications soumises à des contraintes mécaniques, il est recommandé d'utiliser des systèmes magnétiques équipés de boîtiers de protection.

Le champ de fuite désigne la partie du champ magnétique qui ne traverse pas le circuit magnétique prévu. Il s'échappe latéralement de l'aimant et ne contribue pas à la force d'adhérence utile. Les champs de fuite peuvent perturber les composants électroniques sensibles ou les supports de données. Les champs de dispersion peuvent être réduits au minimum grâce à des culasses magnétiques, des pièces polaires et une conception optimisée du circuit magnétique.

Le pôle sud est l'un des deux pôles magnétiques de tout aimant. Les lignes de champ magnétique sortent par le pôle nord et rentrent dans l'aimant par le pôle sud. Les pôles de même signe (sud-sud ou nord-nord) se repoussent, tandis que les pôles de signe opposé (nord-sud) s'attirent. Le pôle sud magnétique de la Terre se trouve géographiquement au nord – c’est pourquoi l’aiguille d’une boussole pointe dans cette direction. Les pôles magnétiques n’apparaissent jamais isolément : si l’on divise un aimant, on obtient deux nouveaux aimants complets, chacun doté d’un pôle nord et d’un pôle sud.
Par ailleurs, chez BRUGGER, une salle de réunion s’appelle « Südpol » ;-)

La résistance à la température indique jusqu'à quelle température un aimant permanent peut être utilisé sans subir de pertes irréversibles. Elle dépend du matériau magnétique et de la classe de qualité. La ferrite résiste jusqu'à 250 °C, le néodyme standard jusqu'à environ 80 °C, les qualités spéciales de néodyme jusqu'à 200 °C et le SmCo jusqu'à 350 °C. La température maximale d'utilisation est un critère de sélection déterminant. Veuillez tenir compte des indications de température figurant dans nos descriptions de produits.

Le coefficient de température indique dans quelle mesure les propriétés magnétiques d'un aimant permanent varient en fonction de la température. Il est exprimé en pourcentage par kelvin (%/K), séparément pour la rémanence (α) et l'intensité du champ coercitif (β). Les aimants en néodyme présentent généralement des valeurs de -0,12 %/K pour la rémanence. La force magnétique diminue lorsque la température augmente et augmente lorsque la température baisse.

Le tesla est l'unité SI de la densité de flux magnétique (champ B). Un tesla correspond à un weber par mètre carré ou à 10 000 gauss. Les aimants puissants en néodyme atteignent des densités de flux de surface comprises entre environ 0,5 et 0,7 tesla. Les appareils d'IRM fonctionnent avec des intensités de champ comprises entre 1,5 et 7 teslas. Cette unité doit son nom à son inventeur, Nikola Tesla.

Le teslamètre est un appareil de mesure de précision permettant de mesurer la densité de flux magnétique en tesla (T). Il fonctionne généralement avec une sonde à effet Hall comme tête de mesure, qui convertit le champ magnétique en une tension électrique proportionnelle. Les teslamètres sont utilisés dans la fabrication d'aimants pour l'assurance qualité, la mesure de systèmes magnétiques et le contrôle des blindages magnétiques. Dans les pays anglophones, le terme « gaussmètre » est plus courant, bien que les deux appareils soient fonctionnellement identiques.

Un aimant en pot est un système magnétique dans lequel un aimant permanent est logé dans un pot en acier. Le boîtier en acier fait office de corps de confinement et concentre les lignes de champ sur la surface polaire. Un aimant en pot atteint ainsi une force d'adhérence plusieurs fois supérieure à celle d'un aimant comparable sans pot. Ce type de construction est également appelé « aimant grappin plat ». Ces systèmes magnétiques sont souvent équipés d'un filetage ou d'un alésage.

La force de portance est un terme pratique désignant la force d'adhérence ; elle indique le poids qu'un aimant peut supporter sur une surface en acier. Elle est généralement exprimée en kilogrammes et mesurée dans des conditions idéales. Dans la pratique, la capacité de charge réelle est souvent inférieure, en fonction de l'entrefer, de l'état de la surface et de l'ancrage opposé. Ce terme est fréquemment utilisé dans le commerce et dans les applications grand public.

La remagnétisation désigne le processus par lequel la direction de magnétisation d'un aimant permanent est inversée par un champ opposé puissant. Au cours de ce processus, le matériau suit la courbe d'hystérésis. La réaimantation nécessite des intensités de champ supérieures à l'intensité du champ coercitif. En cas de réaimantation répétée, des pertes d'énergie sous forme de chaleur se produisent – ce qui est pertinent dans le cas des champs alternatifs présents dans les moteurs et les transformateurs.

Dans le cas d'une magnétisation unipolaire, un aimant ne possède qu'un pôle nord et un pôle sud : il s'agit de la forme de magnétisation la plus simple et la plus courante. À l'inverse, les aimants multipolaires présentent plusieurs paires de pôles. Ce terme est utilisé à des fins de distinction lorsqu'il est nécessaire de préciser le type de magnétisation.

Dans le domaine de l'aimantation, le terme « traitement thermique » désigne l'amélioration des matériaux magnétiques par des traitements thermiques spécifiques. Cela permet d'optimiser les propriétés magnétiques telles que le champ coercitif et le produit d'énergie. Pour les aimants au néodyme, le traitement thermique est effectué après le frittage, à des températures définies. Le traitement thermique est déterminant pour atteindre la classe de qualité spécifiée.

La direction préférentielle (également appelée anisotropie) désigne l'axe le long duquel un aimant atteint sa puissance magnétique et sa force d'adhérence maximales. Elle est déterminée dès la fabrication, lorsque le matériau est orienté dans un champ magnétique puissant de manière à ce que tous les aimants élémentaires soient orientés dans la même direction. On peut illustrer ce phénomène en le comparant au grain du bois : ce n’est que dans le sens de ce « grain magnétique » que l’aimant fonctionne à pleine puissance, tandis qu’il ne peut pratiquement pas être magnétisé perpendiculairement à celui-ci. Dans le domaine de la construction, il est essentiel de tenir compte de cette orientation afin de tirer pleinement parti de l'efficacité du système magnétique. Les aimants isotropes n'ont pas de sens de préférence : ils peuvent être magnétisés dans n'importe quelle direction.

Le weber est l'unité SI du flux magnétique. Un weber correspond au produit d'un volt par seconde ou à un tesla multiplié par un mètre carré (1 Wb = 1 T·m²). Cette unité décrit la quantité totale de lignes de champ magnétique qui traversent une surface. Elle doit son nom au physicien allemand Wilhelm Eduard Weber, qui a apporté des contributions majeures à la recherche en électromagnétisme.

Les matériaux magnétiques doux s'aimantent facilement et perdent tout aussi facilement leur magnétisation. Ils possèdent une faible force coercitive et une perméabilité élevée. Parmi les exemples typiques, on peut citer le fer doux, la tôle magnétique et les noyaux en ferrite. Les matériaux magnétiques doux sont utilisés pour les culasses magnétiques, les noyaux de transformateurs, les relais et les blindages – partout où le champ magnétique doit être guidé ou commuté.

Les domaines de Weiss – également appelés domaines magnétiques – sont des zones microscopiques présentes dans les matériaux ferromagnétiques, au sein desquelles tous les aimants élémentaires sont alignés parallèlement. Les domaines voisins ont des directions de magnétisation différentes et sont séparés par des parois de Bloch. Lors de la magnétisation, les domaines de Weiss s’alignent dans la direction du champ – l’aimant devient alors magnétique à l’échelle macroscopique. Le modèle des domaines explique pourquoi le fer peut être non magnétisé bien qu’il soit ferromagnétique.

Der magnetische Widerstand – auch Reluktanz genannt – beschreibt den Widerstand eines Materials oder Bauteils gegen den magnetischen Fluss. Er ist das Pendant zum elektrischen Widerstand im Stromkreis. Materialien mit hoher Permeabilität (wie Eisen) haben einen geringen magnetischen Widerstand, Luftspalte einen hohen. Die Minimierung des magnetischen Widerstands ist ein zentrales Ziel bei der Auslegung effizienter Magnetkreise.

Les courants de Foucault sont des courants électriques circulaires induits dans les matériaux conducteurs par des champs magnétiques variables dans le temps. Ils provoquent des pertes d'énergie sous forme de chaleur et peuvent entraîner un échauffement des aimants permanents. En ingénierie, les courants de Foucault sont utilisés de manière ciblée pour le chauffage par induction, le freinage par courants de Foucault et le contrôle non destructif des matériaux. En revanche, ils sont indésirables dans les transformateurs et les moteurs.

Un frein à courants de Foucault utilise le principe de l'induction électromagnétique pour freiner sans contact des pièces métalliques en mouvement. Lorsqu'un matériau conducteur (par exemple un disque en aluminium ou en cuivre) est déplacé à travers un champ magnétique, des courants de Foucault apparaissent, qui génèrent un champ opposé et freinent le mouvement. L'énergie de freinage est convertie en chaleur. Les freins à courants de Foucault fonctionnent sans usure, nécessitent peu d'entretien et sont utilisés dans les véhicules utilitaires, les véhicules ferroviaires, les montagnes russes et les bancs d'essai. Selon le type de construction, on utilise des aimants permanents ou des électroaimants. Dans le cadre de notre activité de conception de systèmes sur mesure, nous disposons déjà d’une certaine expérience dans ce domaine technologique. Si vous avez une demande de projet, n’hésitez pas à nous contacter.

La force de traction désigne la force nécessaire pour retirer un aimant perpendiculairement d'une surface en acier. Elle est exprimée en newtons (N) ou en kilogrammes (kg) et est synonyme de force d'adhérence. La force d'arrachement est mesurée dans des conditions normalisées, à savoir sur de l'acier poli et sans entrefer. Dans la pratique, la force d'arrachement réelle est généralement inférieure en raison de la rugosité de la surface et des entrefers.

Le revêtement en zinc est une protection anticorrosion pour les aimants en néodyme, qui constitue une alternative au revêtement en nickel. Il offre une bonne protection contre l'oxydation et se reconnaît à son aspect mat, bleuâtre et argenté. Les aimants zingués sont légèrement moins chers que ceux nickelés, mais moins résistants à l'abrasion. Ils conviennent aux applications ne soumettant pas les aimants à de fortes contraintes mécaniques. Nous vérifions la résistance à la corrosion de nos revêtements, notamment à l'aide du test au brouillard salin.

La magnétisation bipolaire est la magnétisation standard comportant un pôle nord et un pôle sud. Ce terme est utilisé pour distinguer cette magnétisation des magnétisations multipolaires. En fonction de la géométrie, on distingue la magnétisation bipolaire axiale (pôles situés sur les faces frontales) et la magnétisation bipolaire diamétrale (pôles situés sur les faces latérales).