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(Ferro) magnétisme

Dès l'antiquité, on a découvert que les cristaux de magnétite s'attireraient ou se repoussaient selon leur orientation. Ce phénomène naturel est appelé magnétisme. La magnétite, tout comme le magnésium, doit son nom à la région thessalienne de Magnésie dans la Grèce antique, où l'on trouve des pierres magnétiques en grandes quantités.

Séparation magnétique

La magnétite doit son magnétisme au fait qu'elle contient du fer. Beaucoup d'alliages de fer sont magnétiques. Outre le fer, le nickel, le cobalt et le gadolinium possèdent eux aussi des caractéristiques magnétiques.

Bien que les matériaux ferromagnétiques (et ferrimagnétiques) soient les seuls à être suffisamment puissants pour être attirés par un aimant (donc pour être généralement considérés comme magnétiques), d'autres matières réagissent aussi faiblement à un champ magnétique, en raison d'une ou de plusieurs sortes de magnétisme.

Les matériaux ferromagnétiques peuvent être répartis en matériaux magnétiques « mous », comme le fer recuit, qui sont magnétisés, mais qui ne le restent généralement pas, et les matériaux magnétiques « durs » qui eux restent magnétisés. Les aimants permanents sont fabriqués en matériaux ferromagnétiques « durs » comme l'Alnico et le ferrite qui ont subi un traitement spécial dans un puissant champ magnétique pendant la production afin « d'orienter » leur structure microcristalline interne de façon à les démagnétiser très difficilement.

Les objets fortement soumis à ce phénomène sont appelés des aimants. Il existe des aimants naturels et des aimants artificiels (par exemple l'Alnico, le Fernico, les ferrites). Tous les aimants ont deux pôles, un pôle nord et un pôle sud. Le pôle nord d'un aimant repousse le pôle nord d'un autre aimant et attire le pôle sud d'un autre aimant. Deux pôles sud se repoussent également.

 

pince magnétique

Comme la terre possède aussi un champ magnétique, avec un pôle sud magnétique proche du pôle nord géographique et un pôle nord magnétique proche du pôle sud géographique, un aimant libre prendrait toujours la direction nord-sud. Le nom des pôles d'un aimant en est donc déduit. Et, pour plus de facilité, même si ça peut prêter à confusion, le pôle sud de « l'aimant terre » est appelé le pôle nord magnétique et le pôle nord de « l'aimant terre » est appelé le pôle sud magnétique. 

 

Lignes de champ magnétique champ magnétique N-S

Un phénomène apparenté est l'électromagnétisme, qui est créé par un courant électrique. En quelque sorte, tout le magnétisme est créé tant par des charges en rotation que des charges électriques tournant dans des courants de circuit.

 

Elektromagnétisme

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Terminologie

Temperatura Curie

Określenie temperatura Curie pochodzi od nazwiska Piotra Curie (1859-1906).

Magnetyzm; temperatura Curie

Temperatura Curie to temperatura powyżej której materiały ferromagnetyczne tracą swoje trwałe pole magnetyczne; zjawisko magnetyzmu zanika całkowicie.

Powyżej tej temperatury materiał zachowuje się paramagnetycznie. Wraz ze wzrostem temperatury zmiany molekularne stopniowo zakłócają jednorodność spinów. Po osiągnięciu temperatury Curie jednorodność zostaje utracona, ponieważ energia termiczna przewyższyła energię interakcji magnetycznej.

Dokładne zmierzenie temperatury Curie jest trudne. Po pierwsze — trwałe pole magnetyczne wokół materiału zanika tylko częściowo. Po drugie — temperatura Curie waha się znacznie w zależności od nawet najmniejszych ilości zanieczyszczeń w materiale.

Na przykład: jeżeli magnes AlNiCo zostanie podgrzany powyżej jego temperatury Curie równej 850°C, utraci on swoje właściwości ferromagnetyczne. Stanie jest paramagnetykiem. Po ponownych schłodzeniu trwałe pole magnetyczne nie zostaje przywrócone. Pojawią się jednak nowe pola magnetyczne w niewielkich obszarach materiału, tzw. domeny Weissa (Weiss 1865-1904), lecz te obszary są jednorodne w losowych kierunkach, dlatego suma ich wektorów nie daje rezultatu w postaci zewnętrznego pola magnetycznego. Niemniej jednak ponowna magnetyzacja magnesu jest możliwa.

Pierwiastki ferromagnetyczne i stopy oraz ich wartości temperatury Curie:

Materiał Temp. Curie
Fe 770°C
Co 1115°C
Ni 354°C
Gd 19°C
AlNiCo 850°C
Ferryt 450°C
Kobalt samaru 750-825°C
Nd-Fe-B 310-340°C

Matériaux magnétiques

Aimants
Ferrite
 

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Aimants Néodyme (Neoflux®)

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Aimants Samarium-Cobalt

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Aimants Aluminum-Nickel-Cobalt

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Aimants à liant plastique
 

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