métaux magnétiques& les métaux non magnétiques jouent tous deux un rôle important dans l’ingénierie. Le magnétisme est à la base de nombreuses applications. Dans le même temps, cette propriété peut également être indésirable dans certaines circonstances.
Par conséquent, il est important de savoir quels métaux sont magnétiques et lesquels ne le sont pas.
qu’est-Ce que le Magnétisme?
en termes simples, le magnétisme est une force qui peut attirer ou repousser des objets magnétiques., Les champs magnétiques qui imprègnent différents médiums médient cette force.
le Magnétisme est une propriété de certains matériaux par défaut. Certains matériaux, cependant, peuvent être magnétisés ou démagnétisés en fonction des exigences.
Qu’est-ce qui crée le magnétisme dans les métaux?
comme un courant électrique, le magnétisme est causé par des électrons au niveau élémentaire. Les électrons ont un spin, ce qui crée un minuscule dipôle magnétique.
lorsque ces spins sont équilibrés, la force nette est nulle. Mais dans le cas d’un grand nombre d’électrons non appariés, ce moment magnétique infiniment petit devient grand., En conséquence, il crée un champ magnétique perceptible autour du métal.
le courant Électrique est également capable de créer des champs magnétiques et vice versa. Lorsqu’un courant électrique traverse un fil, il crée un champ magnétique circulaire autour du fil. De même, en amenant un champ magnétique près d’un bon conducteur d’électricité, des courants électriques commencent à circuler dans le conducteur.
Cette relation étonnante entre l’électricité et le magnétisme a donné lieu à de nombreux dispositifs et applications ingénieux.
Types d’Aimants
Il existe plusieurs classifications pour les aimants., Une façon de différencier les métaux magnétiques les uns des autres est par combien de temps leurs propriétés sont actives. À l’aide de cette base, nous pouvons classer les aimants:
- Stable
- Temporaire
- Électroaimants
nous allons prendre un regard plus profond dans chacun d’eux.
les Aimants Permanents
aimants Permanents produire un champ magnétique en raison de leur structure interne. Ils ne perdent pas facilement leur magnétisme. Les aimants permanents sont faits de matériaux ferromagnétiques qui n’arrêtent pas de produire leur champ magnétique indépendamment de l’influence externe., Ainsi, ils sont stables contre les forces de démagnétisation.
pour comprendre les aimants permanents, il faut regarder la structure interne des matériaux magnétiques. Un matériau affiche des propriétés magnétiques lorsque ses domaines sont alignés dans la même direction. Les domaines sont les minuscules champs magnétiques présents dans la structure cristalline d’un matériau.
Dans les matériaux ferromagnétiques, les domaines sont parfaitement alignés. Il existe différentes façons de les aligner, mais la méthode la plus fiable consiste à chauffer l’aimant à une certaine température., Cette température est différente pour les matériaux et entraîne l’alignement permanent des domaines dans une direction.
c’est en raison de conditions similaires existant dans le noyau terrestre qu’il se comporte comme un aimant permanent.
aimants temporaires
Les aimants temporaires, comme leur nom l’indique, ne conservent leurs propriétés magnétiques que dans certaines conditions. Lorsque ces conditions ne sont plus présentes, elles perdent leurs champs magnétiques.
Les matériaux souples ayant de faibles propriétés magnétiques, tels que le fer et l’acier recuit, sont des exemples d’aimants temporaires., Ils deviennent magnétiques en présence d’un fort champ magnétique. Ils dépeignent également une faible coercitivité.
Vous devez avoir vu comment les trombones s’attachent les uns aux autres lorsqu’un aimant permanent est à proximité. Chaque trombone devient un aimant temporaire attirant d’autres trombones en présence d’un champ magnétique. Une fois l’aimant permanent enlevé, les trombones perdent leurs propriétés magnétiques.
Électroaimants
les électro-aimants sont des aimants qui produisent des champs magnétiques lorsqu’un courant électrique passe à travers eux. Ils ont différents cas d’utilisation., Par exemple, moteurs, générateurs, relais, écouteurs, etc. tous utilisent des électroaimants.
Dans les électroaimants une bobine de fil s’enroule autour d’un noyau ferromagnétique. La connexion du fil à une source d’électricité produit un fort champ magnétique. Le matériau ferromagnétique l’amplifie encore. Les électroaimants peuvent être extrêmement puissants en fonction du courant électrique.
ils offrent également la possibilité d’activer et de désactiver la force magnétique en appuyant sur un bouton. C’est une propriété extrêmement spéciale qui nous aide à utiliser la force magnétique dans nos applications.,
prenons l’exemple d’une grue utilisée pour ramasser de la ferraille dans un dépotoir. Avec l’aide d’un électroaimant, nous pouvons ramasser la ferraille en passant un courant électrique à travers elle. Quand nous devons laisser tomber les morceaux, tout ce que nous avons à faire est d’éteindre l’électricité à l’aimant.
un autre exemple intéressant d’application d’électroaimant est le train Maglev. Dans cette application, un train se soulève des voies et lévite. Cela n’est possible que lorsqu’un courant électrique traverse des électroaimants sur le corps du train.,
cela réduit considérablement la résistance du train en mouvement. Par conséquent, ces trains ont des vitesses très élevées.
quels métaux sont magnétiques?
Il existe différentes façons dont un métal peut interagir avec un aimant. Cela dépend de la structure interne des matériaux. Les métaux peuvent être classées comme suit:
- Ferromagnétiques
- Paramagnétique
- Diamagnétique
Tandis que les aimants attirent fortement les métaux ferromagnétiques, ils ne sont que faiblement attirer des métaux paramagnétiques. Les matériaux diamagnétiques, en revanche, montrent une faible répulsion lorsqu’ils sont placés près d’un aimant., Seuls les métaux ferromagnétiques sont considérés comme vraiment magnétiques.
liste des métaux magnétiques
jetons un coup d’œil à certains des métaux magnétiques les plus connus. Certains d’entre eux sont magnétiques à tout moment. D’autres, comme l’acier inoxydable, n’ont des propriétés magnétiques qu’avec une certaine composition chimique.
Fer
Fer est extrêmement bien connu métal ferromagnétique. C’est, en fait, le métal ferromagnétique le plus fort. Il fait partie intégrante du noyau de la terre et confère ses propriétés magnétiques à notre planète., C’est pourquoi la Terre agit seule comme un aimant permanent.
de nombreux aspects contribuent au magnétisme du fer. En plus de son spin net d’électrons au niveau atomique, sa structure cristalline joue également un rôle important. Sans lui, le fer ne serait pas un métal magnétique.
différentes structures cristallines entraînent différentes propriétés du fer.
Le fer est ferromagnétique dans sa structure alpha-FE cubique centrée sur le corps (bcc). En même temps, il ne montre pas de magnétisme dans la structure gamma-Fe cubique centrée sur la face (fcc)., La structure bêta-Fe, par exemple, affiche des tendances paramagnétiques.
Nickel
Le Nickel est un autre métal magnétique populaire avec des propriétés ferromagnétiques. Comme le fer, ses composés sont présents dans le noyau de la terre. Historiquement, le nickel a été utilisé pour fabriquer des pièces de monnaie.
Aujourd’hui, le nickel est utilisé dans les batteries, les revêtements, les ustensiles de cuisine, les téléphones, les bâtiments, les transports et les bijoux. Une grande partie du nickel est utilisée pour fabriquer du ferronickel pour l’acier inoxydable.
en raison de ses propriétés magnétiques, le nickel fait également partie des aimants Alnico (en aluminium, nickel et cobalt)., Ces aimants sont plus forts que les aimants en métal de terres rares, mais plus faibles que les aimants à base de fer.
le Cobalt
le Cobalt est une importante métal ferromagnétique. Depuis plus de 100 ans, les excellentes propriétés magnétiques du cobalt ont contribué à développer une variété d’applications.
le Cobalt peut être utilisé pour produire des aimants souples et durs. Les aimants souples qui utilisent du cobalt ont des avantages par rapport aux autres aimants souples. A savoir, ils ont un point de saturation élevé, des températures de Curie de l’ordre de 950…990 ° Celsius. Ainsi, ils peuvent être utilisés à haute température (jusqu’à moins de 500° Celsius).,
le Cobalt avec ses alliages est utilisé dans les disques durs, les éoliennes, les machines IRM, les moteurs, les actionneurs et les capteurs.
acier
l’acier présente également des propriétés ferromagnétiques car il est dérivé du fer. La plupart des aciers seront attirés par un aimant. Si nécessaire, l’acier peut également être utilisé pour faire des aimants permanents.
prenons l’exemple de l’acier EN C15D. cette nuance d’acier contient 98,81 à 99,26% de fer. Ainsi, un pourcentage très élevé de cette nuance d’acier est le fer. Par conséquent, les propriétés ferromagnétiques du transfert de fer à l’acier.,
acier inoxydable
certains aciers inoxydables sont magnétiques et d’autres non. Un acier allié devient un acier inoxydable s’il contient au moins 10,5% de chrome. En raison des différentes compositions chimiques, il existe différents types d’acier inoxydable.
aciers inoxydables Ferritiques et martensitiques sont magnétiques en raison de leur fer de la composition et de la structure moléculaire.,
Les aciers austénitiques, quant à eux, ne présentent pas de propriétés ferromagnétiques en raison d’une structure moléculaire différente. Cela rend le approprié pour une utilisation dans les machines IRM.
La différence structurelle dérive de la quantité de nickel. Il renforce la couche d’oxyde pour une meilleure protection contre la corrosion mais modifie également la structure de l’acier inoxydable.
métaux des terres rares
avec les métaux mentionnés ci-dessus, les composés de certains éléments des terres rares ont également d’excellentes propriétés ferromagnétiques., Gadolinium, samarium, néodyme sont tous des exemples de métaux magnétiques des terres rares.
divers aimants avec des propriétés différentes peuvent être fabriqués en utilisant les métaux ci-dessus en combinaison avec le fer, le nickel et le cobalt. Ces aimants viennent avec des propriétés spécifiques nécessaires pour certaines applications.
par exemple, les aimants samarium-cobalt sont présents dans les turbomachines, les moteurs électriques haut de gamme, etc.
quels métaux ne sont pas magnétiques?
seuls quelques métaux du tableau périodique sont magnétiques. La plupart des autres métaux communs sont des métaux non magnétiques. Jetons un coup d’oeil à certains d’entre eux.,
liste des métaux non magnétiques
Aluminium
la structure cristalline de l’Aluminium, semblable au lithium et au magnésium, le rend non magnétique. Les trois matériaux sont des exemples populaires de métaux paramagnétiques.
bien que plusieurs types de corrosion de l’aluminium puissent se produire, il est connu pour sa résistance aux environnements corrosifs. Ceci, avec son poids léger, en fait un métal utile dans de nombreuses industries.
or
l’Or est un métal diamagnétique comme la plupart des autres métaux., Dans sa forme pure, l’or est non magnétique et ne montre qu’une faible répulsion envers les aimants comme tous les métaux diamagnétiques.
Argent
L’argent est un autre métal non magnétique. Cette propriété permet d’identifier l’argent faux possible. Si les pièces de monnaie ou les bijoux « en argent” attirent les aimants, c’est autre chose.
Cuivre
Est en Cuivre Magnétique?
Le cuivre lui-même n’est pas magnétique mais interagit avec les aimants dans une certaine mesure. Cette propriété aide à produire de l’électricité dans les centrales électriques.,
Conclusion
avec un champ magnétique suffisamment grand, tous les types de métaux interagiront avec un aimant. En effet, les courants de Foucault sont installés dans les métaux lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique mobile.
en utilisant ce principe, les détecteurs de métaux sont capables de détecter des métaux non magnétiques comme l’or, l’argent. Mais pour la plupart des raisons pratiques, cette interaction ne suffit pas et limite les cas d’utilisation possibles.