Dans un contexte de transition énergétique mondiale et de modernisation de l’industrie manufacturière haut de gamme, l'importance de matériaux à aimant permanent est de plus en plus important. Ils sont largement utilisés dans de nombreux domaines comme celui des véhicules électriques, production d'énergie éolienne, et robots industriels, et sont essentiels pour parvenir à une conversion d’énergie efficace et à un fonctionnement des équipements haute performance. Dans le monde des matériaux à aimants permanents, aimants permanents aux terres rares (comme le néodyme fer bore (Ndfeb) dominer le marché haut de gamme en raison de leurs propriétés magnétiques supérieures, tandis que les aimants permanents non-terres rares (comme les ferrites et AlNiCo) s’appuyer sur des avantages de coûts pour s’implanter dans des domaines spécifiques. Donc, cet article effectuera une comparaison approfondie des aimants permanents de terres rares et non-terres rares du point de vue des propriétés magnétiques, scénarios d'application, adaptabilité environnementale, et les coûts de la chaîne d'approvisionnement.
Propriétés magnétiques
Aimants permanents aux terres rares posséder une rémanence extrêmement élevée, coercitivité, et produit énergétique maximum. Prenant comme exemple le néodyme fer bore, c'est actuellement le matériau à aimant permanent le plus puissant, capable de générer un champ magnétique puissant. Cela le rend largement utilisé dans les domaines où les exigences en matière d'intensité de champ magnétique sont extrêmement élevées., tels que les moteurs hautes performances, éoliennes, et imagerie par résonance magnétique (IRM) équipement. En revanche, aimants permanents autres que les terres rares, comme les aimants permanents en ferrite, ont des propriétés magnétiques relativement plus faibles, rémanence inférieure, et produit énergétique maximum inférieur. Cependant, leur coercitivité peut encore répondre aux exigences de certaines applications dans certaines situations, et ils sont souvent utilisés dans des applications où l'exigence d'intensité du champ magnétique n'est pas élevée, tels que des haut-parleurs et des petits moteurs.
Stabilité de la température
Aimants permanents aux terres rares ont une mauvaise stabilité de la température. À des températures élevées, leurs propriétés magnétiques diminueront considérablement, et une démagnétisation irréversible peut même se produire. Par exemple, bien que les aimants permanents en samarium-cobalt aient une meilleure stabilité en température que les aimants en néodyme fer bore, certaines mesures de protection sont toujours nécessaires à des températures élevées. Aimants permanents non-terres rares, notamment les aimants permanents en ferrite, ont une bonne stabilité en température et peuvent maintenir des propriétés magnétiques relativement stables sur une large plage de températures. Donc, ils présentent des avantages dans certaines applications à haute température, tels que les appareils électroniques autour des moteurs automobiles. En outre, la capacité des ferrites à résister à la démagnétisation thermique les rend adaptées aux environnements extérieurs et aux équipements fonctionnant en continu dans des conditions de température fluctuantes.
Propriétés mécaniques
Aimants permanents aux terres rares sont généralement fragiles, avec une dureté élevée mais une ténacité insuffisante. Ils sont sujets aux fissures et aux dommages pendant le traitement et l'utilisation., ce qui augmente la difficulté et le coût du traitement. Les aimants permanents autres que les terres rares ont généralement de meilleures propriétés mécaniques, posséder un certain degré de ténacité, et sont plus faciles à transformer en différentes formes et tailles, ce qui les rend adaptés à la production et aux applications à grande échelle. De plus, cette usinabilité confère aux aimants autres que les terres rares une plus grande flexibilité de conception dans l'électronique grand public, capteurs, et produits industriels, où l'optimisation de la forme et de la structure est essentielle.
Résistance à la corrosion
Les aimants permanents aux terres rares se corrodent facilement, en particulier néodyme fer bore (Ndfeb) aimants, qui s'oxydent et rouillent rapidement dans les environnements humides. Donc, des traitements de surface tels que la galvanoplastie et la pulvérisation sont nécessaires pour améliorer leur résistance à la corrosion. Les aimants permanents autres que les terres rares ont une résistance à la corrosion relativement meilleure. Les aimants permanents en ferrite eux-mêmes possèdent un certain degré de résistance à la corrosion et ne nécessitent pas de mesures de protection complexes. Cette caractéristique leur permet de maintenir des performances stables en milieu humide, saline, ou environnements chimiquement réactifs, ce qui est essentiel pour les applications extérieures et marines.
Coût et ressources
La production de aimants permanents aux terres rares dépend des éléments des terres rares. Cependant, la répartition inégale des ressources en terres rares et les coûts élevés d'extraction et de raffinage entraînent des prix relativement élevés pour les aimants permanents en terres rares. Au cours des dernières années, les prix des matières premières des terres rares telles que le praséodyme et le néodyme ont considérablement fluctué, exercer une pression sur les coûts à la fois sur les fabricants et sur les entreprises utilisatrices finales. Les aimants permanents autres que les terres rares ont des matières premières largement disponibles et des coûts relativement inférieurs. Par exemple, les aimants permanents en ferrite utilisent l'oxyde de fer comme matière première principale, ce qui entraîne des prix plus stables et les rend adaptés aux opérations à grande échelle, applications à faible coût. En outre, alors que les industries évoluent vers la durabilité, la recyclabilité et le respect de l'environnement des aimants en ferrite sont devenus de plus en plus attractifs, en particulier pour les fabricants qui souhaitent réduire leur dépendance aux matières premières critiques.
En résumé, aimants permanents aux terres rares et aimants permanents autres que les terres rares présentent des différences de performances significatives, application, et le coût, chacun avec ses avantages uniques et ses inconvénients évidents. Dans des applications complexes du monde réel, il n'est pas possible de déterminer simplement quel aimant permanent est supérieur. Plutôt, il est nécessaire de peser de manière exhaustive les exigences d'utilisation spécifiques, environnements de travail difficiles, et des facteurs de coût sensibles pour sélectionner avec précision le matériau d'aimant permanent le plus approprié. Regarder vers l'avenir, alors que la science des matériaux continue d'évoluer, des systèmes magnétiques hybrides et de nouveaux matériaux composites pourraient émerger, combinant la haute force magnétique de aimants de terres rares avec la stabilité thermique et à la corrosion des types non-terres rares, ouvrant la voie à des solutions magnétiques plus équilibrées et durables à l’avenir.
