Dans un accouplement à hystérésis, pourquoi l'Hysterloy est-il le matériau de choix ?
La composition, l'orientation et le traitement thermique d'un alliage à hystérésis sont optimisés pour produire des pertes d'hystérésis maximales. Généralement, les matériaux sont conçus pour réduire les pertes. L'Hysterloy est généralement fourni sous forme d'anneaux avec une composition proche de celle de l'Alnico 5. Les anneaux sont orientés circonférentiellement lors d'un cycle de traitement thermique optimisé pour un maximum de pertes.
Quels sont les avantages et les inconvénients des différents matériaux ?
Vous pouvez voir un tableau qui compare les avantages et les inconvénients de familles de matériaux particulières, dans la section Matériaux de la partie Produits magnétiques de notre site Web.
Quels métaux sont les meilleurs pour une utilisation dans un circuit magnétique ?
L'acier solide est généralement le meilleur, en termes d'économie, pour le joug, ou le cadre, des dispositifs de champ statique. La masse de matériau nécessaire pour transporter efficacement le flux entre les pôles éloignés d'un assemblage rend toute autre chose impossible à justifier. La réluctance de cette partie du circuit magnétique est relativement faible, même sans recuit, par rapport à celle de l'entrefer de travail, de sorte que les pertes associées à l'entraînement du flux à travers le matériau ne représentent qu'une petite partie des pertes globales. Les pièces polaires sont une autre histoire car leur but est de redistribuer et de rediriger le flux sur la surface de l'espace. L'acier à faible teneur en carbone (ASME 1006 - 1018) doit être utilisé pour les pièces polaires si possible, et il doit être recuit à l'hydrogène après usinage. Les aciers inoxydables de la série 400 peuvent être utilisés, mais ils ne sont pas aussi bons magnétiquement que l'acier à faible teneur en carbone, de sorte que les pièces peuvent devoir être plus grandes pour compenser, et/ou la pile d'aimants peut devoir être plus grande. Hiperco 50, ou un matériau fer-cobalt équivalent 50/50 est nécessaire dans les rares cas où la petite taille est plus précieuse que l'efficacité. Ce matériau a une densité de flux de saturation de 24 kG contre environ 20 kG pour un bon acier. Le fer Armco ou le fer pur peut apparaître sur certains dessins plus anciens. La disponibilité est une préoccupation dans les petits volumes et son coût est plus élevé par rapport aux nuances d'alliage standard. Un autre facteur à prendre en compte lors du choix du fer Armco est la résistance mécanique par rapport aux nuances d'acier standard. L'aluminium anodisé est un bon matériau non magnétique pour les structures légères, mais des aciers inoxydables non magnétiques (série 300) peuvent être nécessaires pour la protection de l'environnement et la résistance. Attention : les aciers inoxydables de la série 300 sont austénitiques, donc l'écrouissage rendra les volumes écrouis magnétiques. Il s'agit généralement d'un effet de peau.
Quelle est la différence entre les matériaux magnétiques Alnico, Sm-Co et Nd-Fe-B ?
Alnico est un matériau magnétique plus ancien qui a encore des applications importantes. Son produit énergétique maximal est d'environ 1/5 des matériaux Sm-Co, mais il possède d'excellentes propriétés à température élevée et une meilleure résistance à la corrosion. Alnico peut être moulé sous différentes formes avec différentes orientations magnétiques. Les aimants de terres rares Sm-Co et Nd-Fe-B ont une coercivité élevée, ils n'ont donc pas besoin d'être magnétisés dans le circuit et peuvent être utilisés avec de faibles coefficients de perméance (c'est-à-dire des disques minces). Ces matériaux se prêtent également aux tests de bobines de Helmholtz en raison de leurs courbes normales en ligne droite. Cela rend également les terres rares idéales pour les moteurs et les dipôles à champ élevé. Sm-Co a une bonne résistance à la démagnétisation thermique mais est cassant. Le Nd-Fe-B est moins fragile, a de mauvaises propriétés thermiques et est sujet à la corrosion.
Où un aimant permanent a-t-il un avantage sur un électroaimant ?
Généralement, le volume d'espace nécessaire pour produire un champ statique donné sera moindre pour les aimants permanents lorsque l'entrefer de travail est petit ; les électro-aimants gagnent dans les appareils plus grands. Cependant, le croisement économique augmente chaque fois qu'un matériau PM à plus haute énergie devient disponible. Les facteurs limitants des électroaimants sont l'espace consommé par les enroulements et l'alimentation électrique, ainsi que la chaleur générée pendant le fonctionnement. Les aimants permanents ne nécessitent pas d'alimentation électrique, ils sont donc peu encombrants et économes en énergie. Une alimentation réglable permet de régler facilement le champ magnétique d'un électroaimant en ajustant simplement le courant d'entrée. Cependant, des aimants permanents réglables peuvent être utilisés si le champ ne doit pas être ajusté fréquemment.
Pourquoi les aimants en terres rares sont-ils si chers ?
Dans le cas des aimants aux terres rares, les métaux lourds utilisés pour améliorer les propriétés magnétiques sont difficiles à extraire. Les éléments liés aux aimants ne représentent en fait qu'une petite fraction des lanthanides extraits, de sorte que le matériau ne peut pas être produit en quantités énormes. Comme les poudres fines sont pyrophoriques, les conditions de production doivent être très étroitement contrôlées et il existe une limite à la taille du bloc qui peut être formé en raison de la pression requise. L'usinage ultérieur des aimants augmente le coût. Parce que les aimants sont généralement très durs et cassants, les opérations de broyage et de tranchage sont lentes.