23. 1. 2023
Aimants au néodyme
Le néodyme appartient à la famille des lanthanides, éléments chimiques de numéro atomique 57 à 71. Tous les lanthanides font partie des métaux, sont argentés brillants, très mous et forment, ensemble avec le scandium et l'yttrium, la catégorie d'éléments des terres rares. Les alliages et mélanges de néodyme, éventuellement de samarium, permettent de fabriquer des aimants exceptionnellement puissants.
Les aimants au néodyme (NdFeB) se fabriquent en cuisant (frittage) des terres rares (néodyme-fer-bore) dans le vide, et ont à juste titre leur place parmi les produits de grande avancée technologique du marché. Ces aimants super puissants ont entraîné une révolution dans la technologie moderne et ont influencé de manière fondamentale les possibilités d'application des aimants (il n'y a pas de quoi s'étonner, l'aimant au néodyme est capable de retenir plus de mille fois son propre poids). Par exemple, à l'aide des aimants au néodyme, les disques durs des ordinateurs travaillent dix fois plus vite qu'auparavant.
Il est donc évident que les terres rares ont une importance stratégique et sont devenues absolument irremplaçables pour les technologies modernes (comme la fabrication d'écrans d'ordinateur, de batteries pour automobiles électriques, de téléphones portables). A l'heure actuelle, les terres rares sont principalement puisées dans deux gisements situés sur le territoire chinois, mais par ex. le Japon envisage également de extraire cette matière première stratégique sur son propre territoire, malgré le fait que cela implique de très importantes charges pour une éventuelle exploitation à 3000 mètres de profondeur et au moins cinq années d'attente pour obtenir la matière première.
Les premiers produits à base de néodyme subissaient une démagnétisation lors d'un chauffage à plus de 80°C, ce qui limitait notablement le champ d'application de ces superaimants, néanmoins, à l'heure actuelle, ce seuil a été porté à 230 °C. Grâce aux nouvelles technologies dans le domaine des traitements de surface, il a également été possible de résoudre les problèmes de corrosion (de manière standard, la surface des aimants au néodyme est protégée d'une couche de zinc, chrome, cuivre, résine époxy, etc.).
Les aimants au néodyme améliorent la performance de tous les moteurs électriques, l'usage de ces aimants permet par exemple de réduire la taille des haut-parleurs, tout en améliorant notablement leur performance. Dans les années 90 du siècle dernier, la production des premiers aimants au néodyme a été lancée, et même s'il ne s'agissait évidemment pas encore de produits aussi élaborés que ceux d'aujourd'hui, leur puissance énergétique a dépassé, dès les premières années, sept fois (avec une valeur de 35 MGO) celle des aimants traditionnels en ferrite.
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Il n'est donc pas étonnant que les possibilités quasiment illimitées qu'offre l'usage des aimants au néodyme font que nous rencontrons ces produits pratiquement à chaque coin de rue. A l'école, à la maison et au bureau, nous utilisons de petits aimants colorés, des chiffres magnétiques, des aimants fortes plastifiés, de petits aimants en bois pour enfant, des aimants caoutchoutés avec couche autocollante, des barres magnétiques, des badges, tableaux, etc. Dans l'industrie, on retrouve ensuite des domaines d'application pratiquement illimitées pour les aimants au néodyme, les fabricants de mobilier les utilisent pour la ferrure des meubles, les fabricants de galanterie pour la fermeture des sacs à main, les agences publicitaires utilisent des films magnétiques, l'emmagasinage a vu se répandre les étuis et étiquettes magnétiques, les aimants au néodyme sont devenus indispensables dans le domaine des détecteurs de métaux (industriels, pour liquides, à convoyage, etc.), le tri et le traitement des déchets ne peut aujourd'hui plus s'en passer, ils ont également fait leurs preuves comme solution d'une efficacité exceptionnelle pour la manipulation des lourdes charges, dans l'industrie de construction mécanique.
L'usage de séparateurs magnétiques est justement tout aussi fonctionnel. Leur application est possible dans le cas de mélanges liquides comme solides (aux propriétés granulaires bonnes ou plus mauvaises), il est possible de les utiliser pour séparer les particules métalliques des matériaux transportés par les convoyeurs à tapis roulant, canalisations, etc. Le séparateur magnétique peut même être placé directement dans les trémies des presses à injection plastique, mais il est également possible de construire un ensemble complet de séparateurs magnétiques et de créer une chaîne de tri complète.
Et le développement ne s'est bien sûr pas arrêté là, alors que de nos jours, les aimants au néodyme atteignent des valeurs de 52 MGO, les physiciens supposent que dans le futur, la puissance énergétique atteindra jusqu'à 80 MGO (ce qui mènera évidemment à un usage industriel encore plus efficace et sophistiqué des aimants NdFeB). Il est donc compréhensible que les terres rares et les produits qu'elles permettent de fabriquer ont une importance stratégique et sont devenues absolument irremplaçables pour les technologies modernes (comme la fabrication d'écrans d'ordinateur, de batteries pour automobile, de téléphones portables, le recyclage et le traitement écologique des déchets, etc.).