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Aimants en samarium-cobalt :
Aimant samarium cobalt / Aimant SmCo, un type d'aimant de terres rares, est un aimant permanent et un aimant puissant constitué d'un alliage de samarium cobalt.
Ils sont généralement classés de la même manière en termes de résistance que les aimants en néodyme, mais ont des températures nominales plus élevées, une coercivité plus élevée et une bonne stabilité thermique, résistants à la corrosion, résistants à la démagnétisation.
Méthodes de fabrication
Les aimants samarium-cobalt / aimants SmCo sont fabriqués sous les formes suivantes :
Fritté - la poudre fine de SmCo est compactée dans un moule puis frittée, fusionnant la poudre en un matériau solide.
Il existe deux formes de pressage pour les aimants Samarium cobalt/SmCo :
Le pressage à la matrice (qui implique une matrice dure dans laquelle la poudre est placée puis pressée) et le pressage isostatique (impliquant une matrice spéciale en « caoutchouc » dans laquelle la poudre est placée puis pressée avec une force égale dans toutes les directions sur la poudre). Les pièces pressées sous pression sont plus petites que les pièces pressées isostatiquement. Bien que les propriétés magnétiques des pièces pressées isostatiquement soient plus élevées, l'uniformité des caractéristiques magnétiques est généralement inférieure à celle des pièces pressées sous pression. Les pièces frittées nécessitent généralement un usinage de finition afin de respecter les tolérances finales.
Les aimants frittés en samarium et cobalt présentent une anisotropie magnétique, ce qui signifie qu'ils ne peuvent être magnétisés que dans l'axe de leur orientation magnétique. Cela se fait en alignant la structure cristalline du matériau pendant le processus de fabrication.
Compression Bonded - il s'agit d'une technique par laquelle une forme spéciale de poudre de SmCo est mélangée à un matériau de support en plastique, pressée sous pression puis chauffée. Les pièces ainsi fabriquées peuvent avoir des formes complexes et se détacher de l'outil avec des tolérances étroites, ne nécessitant aucun usinage de finition supplémentaire. Ils contiennent des produits énergétiques inférieurs à ceux des matériaux frittés – actuellement de l’ordre de 15 MGOe.
Usinage & Magnétisation
Les aimants Samarium Cobalt offrent une forte résistance à la démagnétisation. Tous les aimants Samarium Cobalt ne peuvent pas être formés avec des processus conventionnels de perçage, de tournage ou de fraisage et doivent être meulés avant d'être magnétisés. De plus, les assemblages volumineux ou complexes sont généralement magnétisés avant l’assemblage. Les tolérances standard pour les aimants Samarium Cobalt sont de +/-0,1 mm pour les dimensions au sol.
Traitement de fabrication des aimants en samarium-cobalt :
Performances des aimants samarium-cobalt :
Les aimants samarium-cobalt / aimants SmCo ont des produits énergétiques maximum (BH max) qui vont de 16 mégagauss-oersteds (MGOe) à 33 MGOe, environ 100 MGOe. 128 kJ/m3 à 264 kJ/m3 ; leur limite théorique est de 34 MGOe, soit environ 272 kJ/m3.
Les fonctionnalités incluent :
Les aimants samarium-cobalt/SmCo sont durs et cassants et peuvent s'écailler ou se briser en cas de chute. Cependant, ils ont des propriétés magnétiques élevées et sont disponibles en deux séries, à savoir la série 1:5 et la série 2:17.
Matériau en alliage 1:5
1:5 offre 16 MGOe (produit énergétique) à 22 MGOe et est composé d’environ 50 % de samarium et 50 % de cobalt. La série 1:5 a une température de fonctionnement maximale recommandée de 250 degrés. Les aimants SmCo 1:5 nécessitent des intensités de champ inférieures à celles des matériaux 2:17 pour magnétiser. Dans certains cas, le matériau 1:5 peut être magnétisé avec plusieurs pôles, à condition qu'un dispositif de magnétisation soit disponible.
Matériau en alliage 2:17
2:17 offre 24 MGOe à 32 MGOe et est composé d'environ 25 % de samarium, 5 % de cuivre, 18 % de fer, 2 % d'hafnium ou de zirconium, le reste étant du cobalt. La série 2:17 a une température de fonctionnement maximale de 350 degrés. Des qualités spéciales de 2:17 sont disponibles et peuvent fonctionner à des températures encore plus élevées.
Le SmCo 2:17 nécessite un champ magnétisant plus élevé que l'alliage 1:5, et une magnétisation multipolaire est parfois possible, à condition qu'un appareil magnétisant soit disponible.
Propriétés de l'aimant SmCo :
Avantages :
Extrêmement résistant à la démagnétisation
stabilité à haute température (températures de fonctionnement maximales entre 250 ; degré (523 ;K) et 550 ; degré (823 ;K) ; températures de Curie de 700 ; degré (973 ;K) à 800 ; degré (1 070 ;K)
Cher et sujet aux fluctuations des prix (le cobalt est sensible aux prix du marché)
Inconvénients :
Les aimants en samarium-cobalt peuvent facilement s'ébrécher ; des lunettes de protection doivent être portées lors de leur manipulation.
Permettre aux aimants de s'emboîter peut provoquer leur éclatement, ce qui peut entraîner un danger potentiel.
Le samarium-cobalt est fabriqué par un processus appelé frittage et, comme pour tous les matériaux frittés, des fissures inhérentes sont très possibles. Ces aimants n'ont pas d'intégrité mécanique ; au lieu de cela, l'aimant doit être utilisé pour ses fonctions magnétiques et d'autres systèmes mécaniques doivent être conçus pour assurer la fiabilité mécanique du système.
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Le 11 2013 juin, le vaisseau spatial « Shenzhou X » a été lancé avec succès au centre de lancement de satellites de Jiuquan.
Les aimants Smco sont utilisés dans la partie moteur des engins spatiaux.
Les aimants Smco sont les éléments importants de deux moteurs du Shenzhou X, contrôlant notamment les servomoteurs.
Ces aimants SmCo nécessitaient des performances stables, à haute température et de haute précision. Après des centaines de tests, nous avons finalement résolu le problème de l'application de l'aimant dans le climat humide du sud et amélioré efficacement la densité de l'aimant smco, la rémanence (Br) et le produit énergétique maximal (BH max), et avons répondu aux exigences de l'armée.
