Comment sont fabriqués les aimants modernes ?

L'aimant moderne est un produit manufacturé développé à partir d'une force naturelle. L'aimant moderne est puissant et léger. Il peut être fabriqué en grands volumes et dans des formes uniques ainsi que standard. La science a découvert un certain nombre de minéraux qui augmentent la force des aimants et parce que ces minéraux ne sont pas abondants et se répandent sur toute la terre comme le charbon, ils sont appelés « minéraux de terres rares » produisant des « aimants de terres rares ». Beaucoup de ces gisements minéraux se trouvent en Asie et c'est là que la plupart de la production d'aimants a lieu. Cette dépendance vis-à-vis de l'Asie pour les aimants les plus courants et les plus utiles d'aujourd'hui a conduit à des efforts dans d'autres pays pour développer d'autres minéraux et substances qui fonctionnent aussi bien. Les aimants modernes sont fabriqués à partir d'un « cocktail » de minéraux qui peuvent inclure du fer, du néodyme, du samarium, du cobalt et du nickel de cobalt. Le processus de production de ces « aimants en terres rares » a été historiquement breveté puis autorisé par de grandes sociétés comme Sumitomo. À mesure que ces brevets expirent, il peut y avoir une croissance en dehors de l'Asie de la production d'aimants. Les aimants sont si essentiels aux produits électroniques que leur production est considérée comme un intérêt stratégique pour la plupart des pays du monde.

Voici comment ils sont fabriqués.

1. Les métaux extraits sont combinés dans une combinaison spécifique puis fondus en lingots à l'aide d'un four sous vide. Le matériau n'a pas de magnétisme inhérent et n'est pas magnétique à ce stade, ou seulement légèrement.

2. Les lingots sont broyés en une poudre ultrafine avec des granulés de 3 à 7 microns. Pensez à cette poudre comme à des millions de minuscules aimants qui n'attendent que d'être alignés et énergisés.

3. La poudre est mise dans une presse et forcée dans une forme tandis qu'un champ magnétique est appliqué à l'aide d'un courant électrique. Des formes telles que des tiges, des blocs et des bandes peuvent être produites. L'ajout d'un "champ électromagnétique provoque l'alignement de tous les minuscules granules en poudre dans la même direction, créant la " polarité " nécessaire au fonctionnement de l'aimant et augmentant considérablement la force qu'il peut exercer. Bien que ce courant soit suffisamment fort pour aligner les particules, notre lingot de poudre pressée n'est pas encore un aimant.

4. Quelle que soit la force exercée, les métaux en poudre dans la recette doivent être chauffés juste en dessous du point de fusion pour s'incorporer complètement les uns aux autres. C'est ce qu'on appelle le « frittage ».

5. Le lingot de métal chaud est ensuite « refroidi » par un processus appelé « trempe ». Après ce point, l'aimant est extrêmement dur et cassant. Un traitement supplémentaire tel que la coupe à longueur, l'arrondi des bords pour soulager les contraintes ou la création de formes uniques a lieu. Étant donné que l'aimant est aussi dur que l'acier à outils au carbone, cela nécessite des outils spéciaux tels que des fraises et des meuleuses à pointe de diamant.

6. En raison de leur fragilité et de leur tendance à la rouille, presque tous les aimants sont enduits. Cela peut être un revêtement métallique comme le nickel, le caoutchouc ou les plastiques PTFE. Un aimant sombre est recouvert de caoutchouc ou de plastique, un brillant de nickel.

7. Enfin, l'aimant est passé à travers un champ électromagnétique qui a remagnétisé les minéraux des terres rares. Les aimants sont généralement « chargés » à une force 3 fois supérieure à celle pour laquelle l'aimant est conçu.

8. L'aimant est ensuite « évalué » en testant et emballé pour l'expédition et la vente.

Le procédé industriel de fabrication d'aimants en grandes quantités est très coûteux. L'aimant moderne est une marchandise commerciale et ils sont fabriqués par milliards. Étant donné que ces processus ne sont pas flexibles, la plupart des aimants sont fabriqués dans des formes et des tailles standard. L'aimant a fait le saut quantique de la boussole qui a permis l'exploration de notre planète en 500 avant JC, pour devenir un élément clé de l'électronique qui nous permet d'explorer l'univers et notre avenir.