Le cobalt est-il magnétique – Voici des faits à savoir sur le magnétisme du cobalt

Oui, le cobalt (Co) est un matériau magnétique. C'est l'un des matériaux ferromagnétiques naturels. Les autres métaux ferromagnétiques comprennent le nickel (Ni), le fer (Fe), le gadolinium (Gd), le dysprosium (Dy) et le terbium (Tb).

Mais qu’y a-t-il de si unique dans le magnétisme du cobalt ou dans ses propriétés ?

C’est exactement ce sur quoi nous nous concentrerons dans ce guide.

Le cobalt est un matériau naturellement magnétique

Cobalt
Cobalt

Les matériaux ferromagnétiques sont connus pour leur comportement unique lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique. C'est-à-dire que le ferromagnétisme se caractérise par :

  • Perméabilité magnétique
  • Capacité à devenir des aimants permanents
  • Forte attraction pour les aimants
  • Facile à induire le magnétisme

Le cobalt est un matériau ferromagnétique naturel. C’est donc naturellement un matériau magnétique.

Dans le cobalt, il existe des dipôles atomiques alignés dans la même direction. Par conséquent, même en l’absence de champ magnétique, les domaines de cobalt subissent un moment magnétique net.

 

Cependant, il convient de noter que même au sein du cobalt, le moment magnétique dans les domaines voisins peut être orienté dans des directions différentes. Cela peut entraîner l’annulation du moment magnétique total. Cependant, en appliquant juste un petit champ magnétique, ils s’orientent facilement pour former des aimants permanents.

De plus, le phénomène ci-dessus est dû à la disposition unique des électrons dans le cobalt. Dans l’orbitale d du cobalt, il y a trois électrons non appariés. Ce sont les électrons non appariés qui contribuent à la propriété magnétique du cobalt.

Structure du cobalt et magnétisme

Cobalt
Cobalt

Naturellement, le cobalt existe sous deux structures cristallographiques principales. C'est le:

  • Structure cubique à faces centrées (FCC)
  • Structure hexagonale compacte (HCP)

Ces structures ainsi que la configuration électronique contribuent au magnétisme du cobalt. Même sous sa forme pure, le cobalt possède un fort moment magnétique. Grâce à cet alignement unique, le matériau cobalt subit le ferromagnétisme.

Vous vous demandez probablement ce qu’est le ferromagnétisme. Eh bien, voici quelques propriétés générales que vous devez attendre des propriétés magnétiques du cobalt et d’autres matériaux ferromagnétiques :

  • Moments dipolaires permanents dans les domaines
  • Le champ magnétique externe détermine l'orientation des dipôles atomiques
  • Le degré de magnétisation est grand et il est directement proportionnel au champ magnétisant
  • Grande susceptibilité magnétique
  • Grande densité de flux magnétique et perméabilité relative
  • Fortement attiré par le champ magnétique
  • Leur propriété magnétique dépend de la température. À des températures supérieures au point de Curie, les matériaux ferromagnétiques deviendront paramagnétiques.

Propriétés magnétiques du cobalt

Étant donné que le magnétisme du cobalt se produit naturellement, certaines propriétés méritent d’être notées ;

  • Perméabilité magnétique élevée – c'est-à-dire que les domaines magnétiques du cobalt s'alignent facilement sur le champ magnétique existant.
  • Avec le cobalt, vous pouvez obtenir un champ magnétique puissant, ce qui en fait un choix parfait pour la plupart des applications de fabrication d'aimants.
  • Le cobalt présente une température de curies très élevée. Elle est estimée à 1,121 2,050 °C ou XNUMX XNUMX °F. Rappelons qu’il s’agit d’une température au-delà de laquelle un matériau perd toutes ses propriétés magnétiques. Par conséquent, vous pouvez choisir le cobalt pour les applications à haute température.
  • Le cobalt est connu pour sa magnétostriction. Autrement dit, le cobalt possède l’un des coefficients de magnétostriction les plus élevés sous sa forme pure. Idéalement, il s’agit de la capacité d’un matériau à changer de dimension ou de forme lors de la magnétisation.

Propriétés magnétiques des alliages de cobalt

Étant un matériau ferromagnétique, vous pouvez utiliser le cobalt pour améliorer les propriétés magnétiques d’un matériau non magnétique. De plus, l’alliage du cobalt améliorera certaines propriétés qui pourraient le rendre fonctionnel dans de nombreuses applications.

N’oubliez pas qu’il existe aujourd’hui de nombreux alliages magnétiques de cobalt qui jouent un rôle important dans de nombreuses applications. Examinons quelques options courantes :

Alliage de cobaltPropriétés
Cobalt-chrome·         Force spécifique élevée

·         Biocompatibilité améliorée

·         Propriétés magnétiques améliorées par rapport au matériau à base de cobalt pur

·         Les applications courantes incluent les implants orthopédiques, les turbines à gaz, les implants dentaires, l'IRM, etc.

Cobalt-samarium·         Haute énergie magnétique

·         Des exemples d'applications sont les générateurs électriques et les moteurs qui nécessitent des aimants permanents puissants.

 

Bien entendu, il existe de nombreux alliages à base de cobalt. Vous pouvez allier le cobalt avec du fer, du tungstène, du nickel, etc. Chaque alliage à base de cobalt offre des propriétés uniques ainsi qu'un meilleur magnétisme.

Tester le magnétisme du cobalt

Bien que le magnétisme du cobalt existe naturellement, vous pouvez toujours déterminer le niveau de magnétisme. Il s’agit d’un aspect critique, notamment lorsque l’on travaille avec des alliages de cobalt.

Par exemple, les propriétés magnétiques des aimants Alnico et des aimants samarium-cobalt varient considérablement. Il existe aujourd’hui de nombreuses façons de mesurer les propriétés magnétiques du cobalt. Certaines options populaires incluent :

  • Magnétomètre à échantillon vibrant (VSM) – vous pouvez déterminer le moment magnétique et, dans une certaine mesure, la saturation magnétique ou même la coercivité.
  • Dispositif d’interférence quantique supraconducteur – vous pouvez examiner les propriétés de magnétisation du cobalt.

Comment le cobalt se compare-t-il aux autres matériaux ferromagnétiques

Bien qu’il existe de nombreux matériaux ferromagnétiques, comparons le cobalt à certains des matériaux les plus populaires : le fer et le nickel. Dans la plupart des cas, vous trouverez du nickel et du fer comme éléments d’alliage dans la plupart des matériaux magnétiques.

Matériau ferromagnétiqueComparaison des matériaux ferromagnétiques au cobalt
Fer (Fe)· Naturellement magnétique

·         Le fer a une température de Curie inférieure à celle du cobalt

·         Le cobalt possède de meilleures propriétés de magnétostriction que le fer. Par conséquent, le cobalt est connu pour ses mouvements mécaniques meilleurs et plus précis.

Nickel (Ni)·         Le cobalt a une température de Curie plus élevée que le nickel

·         Le nickel offre une résistance à la corrosion supérieure à celle du cobalt.

 

Applications du cobalt

Les propriétés magnétiques du cobalt jouent un rôle important dans de nombreuses applications telles que :

Alnico Magnets
Alnico Magnets

Les alliages de cobalt sont utilisés pour fabriquer des actionneurs ou des capteurs

Le cobalt est largement utilisé pour fabriquer des capteurs et des actionneurs en raison de ses propriétés magnétiques. Certaines propriétés telles que la magnétostriction font du cobalt un choix parfait pour les applications nécessitant un mouvement mécanique précis.

Lorsque vous magnétisez le cobalt, il change légèrement de forme ou de dimensions. En conséquence, c'est un choix parfait pour les applications nécessitant des moments mécaniques précis.

Solutions de stockage de données

Vous pouvez magnétiser un alliage à base de cobalt pour stocker des informations sous forme de champs magnétiques. Habituellement, le stockage des données se fait sous forme de grains magnétiques. Avec un disque dur à base de cobalt ou un autre support de stockage, vous pouvez facilement stocker et récupérer des informations sur vos systèmes.

Production d'aimants

En tant que matériau ferromagnétique, le cobalt est largement utilisé pour fabriquer des aimants permanents. Par exemple, les aimants Alnico sont principalement fabriqués à partir d’un alliage de :

  • Aluminium (Al)
  • Nickel (Ni)
  • Cobalt (co)

De plus, nous disposons d’aimants en samarium-cobalt (aimants SmCo). Où nous avons :

  • Samarium (Sm)
  • Le Cobalt (Co), est l'élément principal aux côtés d'autres.

Par conséquent, il est tout à fait clair que le rôle des propriétés magnétiques du cobalt joue dans le processus de fabrication des aimants. N'oubliez pas que les aimants sont importants dans la fabrication de moteurs, de générateurs, de séparateurs, d'équipements de levage, etc.

Autre équipement

De nombreuses machines dépendent de puissants aimants fabriqués au cobalt. Un bon exemple est l’imagerie par résonance magnétique (IRM), qui utilise des aimants fabriqués à partir d’alliages de cobalt. De plus, le cobalt est un choix populaire non seulement en raison de ses propriétés magnétiques, mais également en raison de sa température de Curie élevée.

En bref, les propriétés magnétiques du cobalt jouent un rôle essentiel dans les industries d’aujourd’hui. Des industries électriques, médicales et automobiles aux industries de mesure.

Plus de ressources:

Matériaux ferromagnétiques – Source : SCIENCES DIRECTES

Le fer est-il magnétique – Source : HM

Cobalt – Source : BRITANNIQUE

Le nickel est-il magnétique – Source : HM

Mettre à jour les préférences de cookies
Remonter en haut